基因芯片技术的应用及发展前景PPT精品课程课件讲义

索这些差异所反映出的生物学功能或机制。目前的主要瓶颈是软件开
发方面。
（8）生物信息学用于深度的数据挖掘
幸运的是，在这个研究领域中，最新的计算机软件通过对数据库中的 数据以及数据之间的关系进行实时的图形化展示，将数据3D可视化，
方便寻找生物标记物，从而加速并方便这些内容的了解。
（8）生物信息学用于深度的数据挖掘
（2）疾病鉴别诊断
根据基因芯片的高通量 性，把多个病原体的基因探 针显微集成到同一芯片上， 还可以实现对多个相关的病 原体进行诊断和鉴别诊断。
（2）疾病鉴别诊断
呼吸系统感染 消化系统感染
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景，可能形成巨大的产业。
三、前景展望
需解决问题：

1、降低基因芯片的使用成本，开发可重复利用或多
重用途的芯片；

2、优化和完善配套的芯片检测技术（样品标记和杂 交等），建立实验室操作规范；

3、开发新的生物信息学技术分析海量数据。
结
语
基因芯片技术将可广泛地应用于临床诊断、疾病治疗、
健康管理和健康促进的各个领域。
差异，准确有效地用药。
（6）DNA甲基化芯片

DNA 甲基化是表观遗传学的重要组成部分，在维持
正常细胞功能、遗传印记、胚胎发育以及人类肿瘤 发生中起着重要作用。

DNA甲基化芯片主要包括
CpG岛微阵列
甲基化寡核苷探针微阵列
（7）ChIP-chip技术

染色质免疫共沉淀-芯片法
（Chromatin Immunoprecipitation –chip，ChIP-chip）
脏器 细胞 组织
个体全身
基因
（1）早期诊断
对HIV、HBV、HCV等病毒感染的检测方面，基因芯片同样可以 发挥其特殊的优势。基因芯片还可以发现早期窗口期的病例，从而为血 库检验提供更加精密的技术，使血库用血的生物安全性得到保证。
（1）肿瘤早期诊断
全基因组芯片则可从 分子水平上对全基因组进 行扫描，发现机体在基因 组或基因表达水平最早期 的差异。因此又称为分子 水平的CT，可用于肿瘤的 早期发现。
二、基因芯片的应用领域
5、基因芯片在其它领域中的应用

环境检测 药物研究开发 生物武器防御 法医学鉴定 动植物检疫
三、前景展望


现代医学已进入分子医学时代。
目标：实现个性化的预防、诊断和治疗。 分子检测特别是以基因芯片技术为代表的检测 手段已成为医学前沿。 生物芯片及其相关产品具有巨大的市场应用前
98351篇
（1）SNP芯片（single nucleotide polymorphism）

SNP即单核苷酸多态性，指基因组中微小的基因序列差异。 研究基因多态性与疾病易感性的关系

识别特殊SNP谱图
（2）aCGH的应用
CGH（comparative genome hybridization）即比较基因组杂交。
PPT内容可自行编辑
基因芯片技术的 应用及发展前景
主讲：XX XX


一、背景介绍
二、应用领域

三、前景展望
一、背景介绍
1、基因芯片概念
集成电子线路
电子芯片
集成分子线路
基因芯片
一、背景介绍
2、基因芯片技术发展概况
基因芯片技术的研制开发起始于上世纪九十年代初，美国国家自然 科学基金首先资助了两个DNA芯片的制作方案。 打印式基因芯片 原位光刻基因芯片

二、基因芯片的应用领域
临床疾病诊断 科学研究 药物研究开发 军事应用 环境检测 食品检测 动植物检疫 个体化医疗 健康管理
法医学鉴定
二、基因芯片的应用领域
1、基因芯片在科学ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ究中的应用
microarray OR gene chip
microarray OR gene chip
~ 2013.10.31
遗 传
变 异
心 理 调 整
适 时 休 息
体 育 锻 炼
合 理 营 养
遗传因素
健康状况
环境因素
结
语
综上所述，基因芯片技术经过十余年的发展，已经逐 步成熟，正在接近市场应用阶段。 未来，基因芯片技术的临床应用主要有三个方向：

一、特异性疾病诊断芯片：针对具体的疾病、特别是传 染性病原体的诊断与鉴别诊断；

2019/1/16
任何多元数据 最小: 4 x 4 最大 (普通pc): 1500 x 50,000或50,000 x 1500 150 x 500 000或500 000 x 150
二、基因芯片的应用领域
2、在临床疾病诊断中的应用
（1）早期诊断
基因芯片技术可以从基因水平确切地发现疾病最早期的分子改变， 可为早期预防、诊断和治疗提供新技术。


ChIP是目前唯一研究体内DNA与蛋白质相互作用的方法。
免疫共沉淀结合微阵列技术可以在基因组范围内筛选蛋白
结合靶点，成为深入分析癌症、心血管疾病等疾病的主要
代谢通路的一种非常有效的工具。
（8）生物信息学用于深度的数据挖掘
基因芯片应用过程中产生的海量数据，为生物信息学研究提供了极好 的平台。根据数据的归类，分析基因表达或比较基因组的差异，可探
光源
遮蔽板
芯片
一、背景介绍
2、基因芯片技术发展概况 第一种方案是斯坦 福大学的P. Brown实验 室提出的点阵打印式基 因芯片，将DNA合成出 来，然后制成点样液并 显微点印在平方厘米的 固体介质表面。
一、背景介绍
2、基因芯片技术发展概况
第二种方案是美国 Affymetrix公司研制出 来的。其原理与计算 机芯片类似，即采用 激光引导的原位光刻 技术，使DNA片段的序 列在原位合成延伸。
3、基因芯片在健康管理中的应用
（2）定期检测 对照图谱 评估健康 风险预测
二、基因芯片的应用领域
3、基因芯片在健康管理中的应用 （3）食品安全，保障健康 利用基因芯片 可检测转基因食品， 也可对食品微生物 污染进行集约化检 测，为安全饮食、 保障健康提供良好 工具。
二、基因芯片的应用领域
4、基因芯片在个体化医疗中的应用
一、背景介绍
2、基因芯片技术发展概况
发表论文
专利申请
参与公司
平
平
如
2 Pac
一、背景介绍
2、基因芯片技术发展概况
20世纪科技史上两件影响深远的事：

一是微电子芯片，计算机和许多家电的心 脏，它改变了我们的经济和文化生活，并 已进入每一个家庭；
二是生物芯片，它将改变生命科学的研究 方式，革新医学诊断和治疗，极大地提高 人口素质和健康水平。

二、全基因组基因芯片：亚健康状态下的健康监测与健 康管理，以达到预测疾病、预防疾病和健康促进的作用；
三、个体化用药基因检测芯片：推进合理用药原则，最 终推动个体化医疗的实现。

谢谢聆听
THANK YOU FOR YOUR ATTENTION

MammanPrint基因表达 谱芯片是一种用于乳腺 癌预后诊断的芯片产品。

世界上首个被FDA批准
上市的基因表达谱分子
诊断芯片产品。
（4）功能基因组研究： 基因芯片的高通量、平行化、快
速化等特点，为功能基因组学的研究提供了可靠平台，使 大规模研究各物种功能基因组成为可能。
（5）MicroRNA芯片实现精确的肿瘤分子分型
（3）急性传染病快速诊断
根据SARS冠状病毒的TOR2 株为参考序列, 通过设计出30条特异 的60 mer寡核苷酸（oligo）,制备oligo基因芯片, 可用于SARS-CoV 的 的检测。
二、基因芯片的应用领域
3、基因芯片在健康管理中的应用
事实上，全基因组基因芯 片从功能上十分类似于目前 临床常用的CT或核磁共振成 像等物理诊断技术。这些物 理诊断技术对机体全身进行 扫描，只能发现已经发生的 疾病状况；而基因芯片则是 从分子水平、从微观上对全 基因进行扫描，发现机体在 基因组或基因表达水平最早 期的异常。

基于芯片的比较基因组杂 交(aCGH)是全面检测基因 组DNA片段扩增或缺失的 有效方法。 检测肿瘤组织基因组 DNA 扩增或缺失的情况，缺失 部位可能含有抑癌基因， 而扩增片段则可能含有致 癌基因。

（3）基因表达谱芯片（gene expression profile） 高通量检测基因表达信息
Qlucore Omics Explorer 是一种建立在瑞典国家最先进数学和统计方
法基础上、应用于数据分析和数据挖掘的新技术。
（8）生物信息学用于深度的数据挖掘
Qlucore具有强大的交互式和可视化分析功能，具有可视化、实时、易用 三个主要特点，使结果分析更直观，更有效。