基因芯片的應(yīng)用

1、基因芯片基本原理基因芯片即DNA芯片的原理是基于核酸分子堿基互補配對的原則，利用信息技術(shù)、微電子、精密機械和光電子等技術(shù)將DNA分子片段排列在支持物表面構(gòu)成微點陣，標記的樣品分子與微點陣上的DNA分子雜交后，可以高通量大規(guī)模地分析檢測樣品中多個基因的表達狀況或特定基因的存在。諛取光密度EST分析0.01O2G4外,6彳除訂，制隹芯片OO基因芯片的制作技術(shù)基因芯片的整個分析過程主要可以分為四個步驟，即芯片點陣的構(gòu)建、樣品的制備、生物分子反應(yīng)和信號檢測與分析。1、芯片點陣的構(gòu)建：制備芯片主要采用表面化學的方法處理載體，然后使探針分子按照特定的排列順序排列在載體上?；蛐酒鶕?jù)探針制備及固定方法的不

2、同又可以分為寡核甘酸芯片和cDNA芯片，其中寡核甘酸的制演方法根據(jù)是否需要事先合成寡核甘酸分為原位合成和合成后微點樣兩大技術(shù)，而原位合成法又分為光導化學合成法、分子印章法、原位噴印合成法等；2、樣品的制備與標記：生物樣品往往是非常復雜的生物分子混合體，一般不能直接與芯片反應(yīng)，必須進行生物處理，并進行體外擴增，然后加以標記才能使目標基因雜交后有足夠強度的信號，供檢測用；3、生物分子反應(yīng)：芯片上生物分子之間的反應(yīng)時檢測的關(guān)鍵一步，靶標樣品核酸與探針之間發(fā)生選擇性反應(yīng)，反應(yīng)雙方中一方固定在芯片上，而另一方則在標記后加樣至芯片上；4、信號的檢測與分析：固定在芯片上的探針與芯片標記的目標DNA或RNA雜

3、交后，必須通過芯片掃描儀將芯片測定結(jié)果轉(zhuǎn)變成可供分析處理的圖像數(shù)據(jù)。原位光導合成法原理示意圖撞模板OOOOOTT OOO化學耦聯(lián)MOMOOOO載體掩模板TT CCO載體T TOOOC AT A T AGCTG TTCCG $外外分子印章法合成原理示意圖一循環(huán)二循環(huán)三循環(huán)施日 Kus TCCA Tn二一 TnlfaJTH r i chhb 。二 rmc 一 cna一 c c . 一 .四循環(huán)BIORAD芯片點樣儀(versArroyChipWdterPro)探鏟長度4合成反應(yīng)出敝144種模昔場可能的探針效目832256665361040104857615601073741824三基因芯片在醫(yī)學方

4、面的應(yīng)用基因芯片是生物芯片技術(shù)中研究最深入、實用性最強、最先投入應(yīng)用的技術(shù)之一，基因芯片技術(shù)作為一種先進的、大規(guī)模、高通量的檢測技術(shù)，既可以應(yīng)用于表達差異基因的篩選和尋找新基因、基因測序等方面；也可以對來源于不同個體組織細胞周期發(fā)育階段分化階段病變下的細胞內(nèi)的mRNA或逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物cDNA進行檢測；還能夠進行整個基因組范圍的基因表達分析，利用基因表達譜分析，結(jié)合代謝組學和蛋白組學研究，闡明植物抗逆機制和發(fā)掘植物逆境脅迫響應(yīng)相關(guān)基因方面。一、楊若松等學者建立了4種豬群常見病毒基因芯片檢測方法并對方法進行了推廣應(yīng)用；二、欒德琴等利用基因芯片技術(shù)研究隱性白雞不同時期肌肉組織的相關(guān)差異表達基因；三、賈少

5、丹等運用基因芯片技術(shù)進行了哮喘病人相關(guān)基因的篩選和分析；四、馬娟等利用基因芯片技術(shù)分析血管緊張素原基因多態(tài)性與冠心病的關(guān)系；五、時偉紅等研究了基因芯片篩選胃癌及腫瘤球細胞差異表達基因；六、彭賢慧等建立可視化基因芯片技術(shù)檢測腸道病毒方法；七、宋桂芹等進行了實驗性自身免疫性腦脊髓炎小鼠模型的基因芯片研究；>EBY10結(jié)論和展望從上面提到的以及很多未提到的基因芯片的應(yīng)用實例中，我們可以看出基因芯片技術(shù)可以自動快速地檢測出成千上萬個基因的表達情況，可以對臨床病例進行快速、準確的診斷分析,指導臨床用藥和疾病的預防,減少疾病帶來的經(jīng)濟損失。雖然目前該領(lǐng)域仍存在許多技術(shù)問題有待解決和改進，如芯片檢測的特異性、重復性、靈敏度、定量化、芯片產(chǎn)品質(zhì)量的標準化、數(shù)據(jù)處理及實驗操作的標準化、芯片的穩(wěn)定性等，還有在提高信號檢測的靈敏度，高度集成化樣品的制備，檢測儀器的研制、開發(fā)及微型化等方面尚有眾多問題未得到理想的解決，但我們已經(jīng)看到，在短短十幾年的時間內(nèi)，基因芯片技術(shù)在生物學、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、食品等領(lǐng)域已經(jīng)取得了豐碩的成果。在今后的研究發(fā)展中，生物芯片將會圍繞還存在的問題進行研究，提高芯片的特異性、簡化性、準確性，實現(xiàn)集成化、微型化和便攜化。作為一項新興的技術(shù)，基因芯片技術(shù)理所當然得到