《生物芯片技術(shù)》PPT課件

1,生物芯片技術(shù) biological chip technplogy,2,何為生物芯片？,生物芯片技術(shù)有四大要點(diǎn)：芯片方陣的構(gòu)建、樣品的制備、生物分子反應(yīng)和信號的檢測。,將生命科學(xué)研究中所涉及的不連續(xù)的分析過程(如樣品制備、化學(xué)反應(yīng)和分析檢測)，利用微電子、微機(jī)械、化學(xué)、物理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)在固體芯片表面構(gòu)建的微流體分析單元和系統(tǒng)，使之連續(xù)化、集成化、微型化。,3,生物芯片的主要類型,生物芯片技術(shù)是一種高通量檢測技術(shù)，它包括基因芯片、蛋白芯片及芯片實(shí)驗(yàn)室三大領(lǐng)域。,4,它是在基因探針的基礎(chǔ)上研制出的，所謂基因探針只是一段人工合成的堿基序列，在探針上連接一些可檢測的物質(zhì)，根據(jù)堿基互補(bǔ)的原理，利用基因探針到基因混合物中識別特定基因。它將大量探針分子固定于支持物上，然后與標(biāo)記的樣品進(jìn)行雜交，通過檢測雜交信號的強(qiáng)度及分布來進(jìn)行分析。,基因芯片(Genechip)又稱DNA芯片(DNAChip),5,蛋白質(zhì)芯片構(gòu)建的簡化模型為：選擇一種固相載體能夠牢固地結(jié)合蛋白質(zhì)分子(抗原或抗體)，這樣形成蛋白質(zhì)的微陣列，即蛋白質(zhì)芯片。,蛋白質(zhì)芯片,與基因芯片的基本原理相同，但它利用的不是堿基配對而是抗體與抗原結(jié)合的特異性即免疫反應(yīng)來檢測。,6,為高度集成化的集樣品制備、基因擴(kuò)增、核酸標(biāo)記及檢測為一體的便攜式生物分析系統(tǒng)，它最終的目的是實(shí)現(xiàn)生化分析全過程全部集成在一片芯片上完成，從而使現(xiàn)有的許多煩瑣、費(fèi)時、不連續(xù)、不精確和難以重復(fù)的生物分析過程自動化、連續(xù)化和微縮化，屬未來生物芯片的發(fā)展方向。,芯片實(shí)驗(yàn)室,7,基因芯片檢測原理及簡要過程,8,9,基因芯片技術(shù)的應(yīng)用,10,基因芯片不僅可對大量基因或序列同時、快速進(jìn)行定性、定量分析，而且作為一種極有發(fā)展前途的測序策略也倍受人們的重視。,雜交測序,11,利用基因芯片進(jìn)行雜交測序的原理,12,基因診斷,從正常人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出標(biāo)準(zhǔn)圖譜。從病人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出病變圖譜。通過比較、分析這兩種圖譜，就可以得出病變的DNA信息。這種基因芯片診斷技術(shù)以其快速、高效、敏感、經(jīng)濟(jì)、平行化、自動化等特點(diǎn)，將成為一項(xiàng)現(xiàn)代化診斷新技術(shù)。,13,i.Affymetrix公司，把P53基因全長序列和已知突變的探針集成在芯片上，制成P53基因芯片，將在癌癥早期診斷中發(fā)揮作用。,ii.Heller等構(gòu)建了96個基因的cDNA微陣，用于檢測分析風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（RA）相關(guān)的基因，以探討DNA芯片在感染性疾病診斷方面的應(yīng)用。,iii.現(xiàn)在，肝炎病毒檢測診斷芯片、結(jié)核桿菌耐藥性檢測芯片、多種惡性腫瘤相關(guān)病毒基因芯片等一系列診斷芯片逐步開始進(jìn)入市場?；蛟\斷是基因芯片中最具有商業(yè)化價值的應(yīng)用。,14,分子雜交,樣品DNA與探針DNA互補(bǔ)雜交要根據(jù)探針的類型和長度以及芯片的應(yīng)用來選擇、優(yōu)化雜交條件。,如：基因表達(dá)監(jiān)測，雜交的嚴(yán)格性較低、低溫、時間長、鹽濃度高；若用于突變檢測，則雜交條件相反。,特點(diǎn)：探針固化，樣品熒光標(biāo)記，一次可以對大量生物樣品進(jìn)行檢測分析，雜交過程只要30min。,a.美國Nangon公司采用控制電場的方式，使分子雜交速度縮到1min，甚至幾秒鐘。,b.德國癌癥研究院的Jorg Hoheisel等認(rèn)為以肽核酸（PNA）為探針效果更好。,15,預(yù)防醫(yī)學(xué),在嬰兒出生前，可用生物芯片進(jìn)行有效的產(chǎn)前篩查和診斷，防止患有先天性疾病的嬰兒出生。而在嬰兒出生后，即可采用基因芯片技術(shù)來分析其基因圖譜，不僅可預(yù)測出他日后可以長多高，還可預(yù)測其患某些疾病的潛在可能性有多大，以便采取預(yù)防措施。,16,我國生物芯片的市場前景,1、藥物篩選和新藥開發(fā),2、中藥基因組學(xué)研究和我國的中藥現(xiàn)代化,3、疾病診斷,4、環(huán)境保護(hù)及其他,17,Thanks !,