生物芯片技術(shù)(編輯修改稿)
2025-09-12 00:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? 制備高質(zhì)量樣本是困難的但又是極其重要的。制備細(xì)胞、組織或整個(gè)器官樣本應(yīng)特別小心。溫度、激素和營(yíng)養(yǎng)環(huán)境、遺傳背景、組織成分等輕微改變都會(huì)使基因表達(dá)的結(jié)果發(fā)生明顯變化。 ? 用于基因類型分析的樣本是 DNA，用于表達(dá)研究的樣本是 cDNA。 ? 樣本制備后應(yīng)進(jìn)行標(biāo)記，通常為酶標(biāo)記、熒光標(biāo)記和核素標(biāo)記。 三、雜交與結(jié)果分析 （一）雜交反應(yīng)：與傳統(tǒng)的雜交方法類似 （二）雜交信號(hào)的檢測(cè)：最常用熒光法 （三）數(shù)據(jù)分析：芯片雜交圖譜的處理與存儲(chǔ)由專 門設(shè)計(jì)的軟件來完成。 雜交 ? 是芯片技術(shù)中除方陣構(gòu)建外最重要的一步 – 液相中探針與 DNA片段按堿基配對(duì)規(guī)則形成雙鏈反應(yīng)。 – 選擇雜交條件時(shí)，必須滿足檢測(cè)時(shí)的靈敏度和特異性。使能檢測(cè)到低豐度基因，且能保證每條探針都能與互補(bǔ)模板雜交。 – 合適長(zhǎng)度的 DNA有利于與探針雜交。 – 溫度、非特異性本底等均會(huì)影響雜交結(jié)果。 – 最好在封閉循環(huán)條件下雜交，雜交爐。 結(jié)果分析 芯片與標(biāo)記的靶 DNA或 RNA雜交后，或與標(biāo)記的靶抗原或抗體結(jié)合后，可采用下列方法分析處理數(shù)據(jù)： ? 共聚焦掃描儀：應(yīng)用最廣，重復(fù)性好但靈敏度較低。 ? 質(zhì)譜法：快速、精確，可準(zhǔn)確判斷是否存在基因突變和精確判斷突變基因的序列位置。探針合成較復(fù)雜。 ? 化學(xué)發(fā)光、光導(dǎo)纖維、二極管方陣檢測(cè)、直接電荷變化檢測(cè)等。 芯片掃讀裝置 ? 根據(jù)采用的光電偶合器件，分為光電倍增管型和 CCD型。 ? 根據(jù)激光光源，可分為激光型和非激光。 ? 應(yīng)用最為廣泛的是激光光源的共聚焦掃描裝置，分辨率、靈敏度極高，有良好的定位功能，可定量，應(yīng)用廣泛。 圖象分析 ? 復(fù)雜的雜交圖譜一般需由圖象分析軟件來完成。 ? 分析軟件的功能：鑒定每個(gè)點(diǎn)陣、最大限度消除本底熒光的干擾、解析多種顏色圖象、可標(biāo)記或排除假陽性、識(shí)別和分析對(duì)照實(shí)驗(yàn)是否成功、可將信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化等。 ? 圖象處理軟件必須具備提取基因庫和數(shù)據(jù)庫的能力。 四、基因芯片技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 1. 基因表達(dá)分析 2. 基因型、基因突變和多態(tài)性分析 3. 疾病診斷：遺傳性、感染性、腫瘤 4. 藥物篩選 5. 指導(dǎo)用藥及治療方案 6. 預(yù)防醫(yī)學(xué) 四、基因芯片技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 生物芯片分析原則 ? 測(cè)定過程應(yīng)包括五個(gè)基本步驟： – 需解決的生物學(xué)問題 – 樣本制備 – 生物化學(xué)反應(yīng) – 檢測(cè) – 數(shù)據(jù)分析 生物學(xué)系統(tǒng)控制必須精確地與檢測(cè)目的相匹配。 生物學(xué)樣本必須精確地與生物學(xué)種類相匹配。 所有基因分析必須平行處理。 基因分析技術(shù)必須適合微型化和自動(dòng)化。 平行格式必須精確的依據(jù)生物學(xué)樣本的次序。 檢測(cè)系統(tǒng)必須能精確地獲得數(shù)據(jù)。 檢測(cè)系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)必須能被精確地控制和重復(fù)。 兩種或以上平行數(shù)據(jù)組比較應(yīng)受到單 個(gè)實(shí)驗(yàn)所固有特性的限制。 絕對(duì)比例關(guān)系只存在于組合實(shí)驗(yàn)的平 行數(shù)據(jù)組內(nèi)。 1平行格式包括內(nèi)在和外部的整個(gè)系統(tǒng) 誤差的分析因素。 1在每個(gè)系統(tǒng)模塊中采集到該系統(tǒng)所有 變量的四維數(shù)據(jù)時(shí)，才能稱為完成生 物系統(tǒng)平行基因分析。 生物芯片技術(shù)的 12條原則只是一個(gè)基本框架。其術(shù)語的詳細(xì)定義和有關(guān)理論可參見 質(zhì)量控制 ? 實(shí)驗(yàn)對(duì)照： 體外轉(zhuǎn)錄從 cDNA合成 mRNA， 參入標(biāo)本中作為對(duì)照 。此 mRNA不與點(diǎn)陣的核酸雜交 。 將不同濃度的不同基因參入標(biāo)本中 ， 可作為標(biāo)本間標(biāo)準(zhǔn)化的參照 。 用兩種不同吸收光譜的熒光素同時(shí)分析兩個(gè)標(biāo)本 ，如果兩種熒光強(qiáng)度一致 ， 可排除標(biāo)本間變異因素 。 用單一堿基錯(cuò)配的寡核苷酸做對(duì)照可排除交叉雜交 。 結(jié)果有效性的證實(shí) ? 在表達(dá)矩陣上，有時(shí)難于區(qū)分極其相似的序列，如基因族成員，亞類或異類的存在。 ? 比較兩種不同
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