生物芯片技术76728

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我国生物芯片的市场前景
1、药物筛选和新药开发 2、中药基因组学研究和我国的中药现代化 3、疾病诊断 4、环境保护及其他
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基因芯片检测原理及简要过程
T7 promoter
PCR
T7 promoter
体内转录
荧光素
片段化
1.5 小时
杂交、冲洗
ห้องสมุดไป่ตู้
ACGT
扫描分析
1 小时
图 2 样品处理与检测过程简图
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杂交测序
基因芯片不仅可对大量基因或序 列同时、快速进行定性、定量分 析，而且作为一种极有发展前途 的测序策略也倍受人们的重视。
iii.现在，肝炎病毒检测诊断芯片、结核杆菌耐药性检测芯片、 多种恶性肿瘤相关病毒基因芯片等一系列诊断芯片逐步开始 进入市场。基因诊断是基因芯片中最具有商业化价值的应用。
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分子杂交
样品DNA与探针DNA互补杂交要根据探针的类型和 长度以及芯片的应用来选择、优化杂交条件。
如：基因表达监测，杂交的严格性较低、低温、 时间长、盐浓度高；若用于突变检测，则杂交 条件相反。
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蛋白质芯片
与基因芯片的基本原理相同，但它利用的不是碱基 配对而是抗体与抗原结合的特异性即免疫反应来检 测。
蛋白质芯片构建的简化模型为：选择一种固相 载体能够牢固地结合蛋白质分子(抗原或抗体)， 这样形成蛋白质的微阵列，即蛋白质芯片。
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芯片实验室
为高度集成化的集样品制备、基因扩增、核酸 标记及检测为一体的便携式生物分析系统，它 最终的目的是实现生化分析全过程全部集成在 一片芯片上完成，从而使现有的许多烦琐、费 时、不连续、不精确和难以重复的生物分析过 程自动化、连续化和微缩化，属未来生物芯片 的发展方向。
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生物芯片的主要类型
生物芯片技术是一种高通量检 测技术，它包括基因芯片、蛋 白芯片及芯片实验室三大领域。
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基因芯片(Genechip)又称DNA芯片(DNAChip)
它是在基因探针的基础上研制出的， 所谓基因探针只是一段人工合成的碱 基序列，在探针上连接一些可检测的 物质，根据碱基互补的原理，利用基 因探针到基因混合物中识别特定基因。 它将大量探针分子固定于支持物上， 然后与标记的样品进行杂交，通过检 测杂交信号的强度及分布来进行分析。
特点：探针固化，样品荧光标记，一次可以对大量 生物样品进行检测分析，杂交过程只要30min。
a.美国Nangon公司采用控制电场的方式，使分子杂交 速度缩到1min，甚至几秒钟。
b.德国癌症研究院的Jorg Hoheisel等认为以肽 核酸（PNA）为探针效果更好。
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预防医学
在婴儿出生前，可用生物芯片进行有效 的产前筛查和诊断，防止患有先天性疾 病的婴儿出生。而在婴儿出生后，即可 采用基因芯片技术来分析其基因图谱， 不仅可预测出他日后可以长多高，还可 预测其患某些疾病的潜在可能性有多大， 以便采取预防措施。
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ⅰi.Affymetrix公司，把P53基因全长序列和已知突变 的探针集成在芯片上，制成P53基因芯片，将在癌 症早期诊断中发挥作用。
ii.Heller等构建了96个基因的cDNA微阵，用于检测 分析风湿性关节炎（RA）相关的基因，以探讨 DNA芯片在感染性疾病诊断方面的应用。
3 TACGTTAG
4 ACGTTAGA
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CGTTAGAT
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GTTAGATC
计算机分析杂交图象 并由探针的重叠情况 推导样品的核酸序列
互补序列为： ATACGTTAGATC 样品序列为： TATGCAATCTAG
利用基因芯片进行杂交测序的原理
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基因诊断
从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交 就可以得出标准图谱。从病人的基因组中分离出 DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。通过比 较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNA信息。 这种基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经 济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊 断新技术。
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何为生物芯片？
将生命科学研究中所涉及的不连续的分析 过程(如样品制备、化学反应和分析检测)， 利用微电子、微机械、化学、物理技术、 计算机技术在固体芯片表面构建的微流体 分析单元和系统，使之连续化、集成化、 微型化。
生物芯片技术有四大要点：芯片方阵的构建、 样品的制备、生物分子反应和信号的检测。
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DNA 样品 TATGCAATCTAG 与基因芯片上 65 ,000 种可能的 八聚体进行杂交从 而形成特定 的结合图形
1 ATACGTTA
2 2GCTGTATTGAAGTACT
4 C4GATTCAGGTTAATGA
3 3TACGTTAGA
5 GTTAGATC
1 ATACGTTA