数据分析
• 根据检测出来的灰度水平来估计蛋白质表 达水平（拟合关系）
• 目前常用的芯片数据分析手段有数据归一 化分析、直观视图分析、统计学分析和生 物学分析
数据的归一化
• 归一化的方法可以用特定的对照，将各点 光密度值或比值除以所有点的平均值法， 或附带一些参数如平均值等以作为该芯片 的内部对照。
• 目前应用于基因芯片表达数据统计分析的 主要方法是聚类分析（Cluster Analysis）。 聚类分析是研究事物分类的一种方法，是 在事物分类面貌尚不清楚的情况下研究事 物的分类。其方法是直接比较样本中各指 标之间的性质，将性质相近的归为一类， 性质差别较大的归在另一类。
生物学分析
• 生物学分析是根据视图分析的结果，结合 生物学知识作出相关判断。时间过程分析 （time－course analysis）是用较多的一种 方法，可以用于分析细胞生长不同时期的 蛋白质表达、正常组织与肿瘤组织的蛋白 质变化、测定用药前后蛋白质发生的变化
直观视图分析
• 视图分析使最简单、最直接、最直观的分 析方法。通常用散点图（二维和三维）、 直方图和饼图直观地显示芯片表达的结果， 对于结果较为明显的数据，可以直接作出 判断。
Protein Array Assay Images
Control Sample
Treated Sample
统计学分析
相关软件的辅助
• 差异性分析 • 聚类分析
酿酒酵母蛋白组芯片
检测酿酒酵母蛋白质的糖基化
哺乳动物细胞的血凝素指纹
蛋白质芯片技术存在的问题及改进方向
1. 蛋白芯片的制作是其应用的关键因素 之一。目前蛋白芯片的制作方法较为 费时、成本较高，特别是涉及大量不 同种类的蛋白质的高效表达与纯化问 题需要解决。
Detection
Capture
Immobilization
蛋白质芯片原理示意图
蛋白质芯片的分类
按蛋白质性质分类 1. 无活性芯片：将已经合成好的蛋白质以
高密度阵列点样在芯片上，进行杂交反 应。 2. 有活性芯片：把生物体直接点在芯片上 ，并原位表达蛋白质。 按形式分类 1. 玻璃载玻片芯片（在玻璃表面构建） 2. 3-D胶芯片（在多孔凝胶垫上构建） 3. 微孔芯片（在微孔板上构建）
（1）用于肿瘤患者的辅助诊断、疗效判断、病 情监测、预后评估及判断肿瘤有无复发和转移 等。
（2）用于肿瘤高危人群的定期筛查。高危人群 主要是指45岁以上的人群、患各种慢性炎症和 各种慢性疾病的患者、有肿瘤家族史和肿瘤高 发区居民等。
（3）用于肿瘤分子流行病学调查及肿瘤生物学 研究。
3、抗体筛查。例如，对噬菌体抗体库一次 可对上万个不同的抗体克隆进行检测。 （S）
• 有人运用表面增强激光解吸电离 （ surface-enhanced laser desorption ionization ， SELDI ） 质 谱 来 检 测 低 密 度 蛋白质芯片。
• 原子力显微镜（atomic force microscopy， AFM）也可以作为蛋白质芯片的检测工 具。检测蛋白质芯片结合前后表面拓扑 学性质的变化。
2. 进一步改进基片材料的表面处理技术 与蛋白质固化技术，以减少蛋白质的 非特异性结合。
3. 提高芯片的点阵速度，以保持芯片表面 配基的稳定性和生物活性。
4. 改进蛋白质的标记技术，进一步提高信 号检测的灵敏度。
5. 进一步提高检测结果的分析方法，提供 高分辨率和灵敏度的成像设备与分析软 件，实现成像与数据分析一体化。
蛋白芯片的应用
蛋白质芯片的应用
1、用于蛋白质-蛋白质、蛋白质-核酸、蛋 白质-脂类等相互作用研究；特异性蛋白 质的筛选；功能蛋白质组研究。
例如，应用酵母蛋白质芯片进行钙调蛋白 的研究；应用磷脂酰肌醇来筛选磷脂酰 肌醇的结合蛋白。
2、疾病诊断的研究。目前，临床上应用的蛋白 质芯片主要是用于检测肿瘤标志物的蛋白质芯 片。它的应用范围主要在以下几个方面：
荧光标记方法
1. 一步标记法 • 用荧光蛋白或可以发光的小分子经过一步将
蛋白质作标记检测。 2. 二步标记法 • 先用一个可检测到的标签探针（如生物素）
将蛋白质标记后，再在第二步操作中用一个 合适的发光试剂作标记。 • 优点：灵敏度较高。 • 缺点：操作步骤相对复杂；有的蛋白质不适 合此种方法。
2. 无探针标记检测法
4、药物筛选、药代动力学研究。
5、在毒理学中的应用。
6、环境监测。
7、食品卫生安全的监测。
不同种类的蛋白质芯片的特点
蛋白芯片的特点
1. 高通量 2. 灵敏度较高 3. 重复性好 4. 操作自动化
操作步骤
1 . 将各种蛋白质有序地固定于滴定板、滤膜和载玻 片等各种载体上制成检测用的芯片。
2. 用标记了荧光分子的样品与芯片反应。 3. 经漂洗将未能与芯片上的蛋白质作用的成分洗去
。 4. 利用荧光扫描仪测定芯片上各点的荧光强度。 5. 通过荧光强度分析蛋白质与蛋白质相互作用的关
系，测定各种蛋白质。
蛋白质芯片的检测方法
1. 探针标记检测法 2. 无探针标记检测法
1. 探针标记检测法
根据标记探针的特点大致分为两种： （1）荧光标记的探针 （2）放射性同位素标记的探针

荧光检测法
• 它是目前最常使用的检测方法。 • 特点：简单；安全；高灵敏度；可以和
基因芯片的扫描仪配合使用，这样可以 提高分析效率，适用于大量数据的采集 和分析。
生物芯片的数据分析
生物芯片
• 借助微加工和微电子技术，将大量已知序 列的核酸或蛋白质片段有序地组合在一个 微小基片表面,通过与标记的核酸或蛋白质 分子进行反应，分析待检标本的相应成分。
生物芯片的分类
• 基因芯片 • 蛋白芯片 • 组织芯片 • 细胞芯片
蛋白芯片
蛋白质芯片是将各种微量纯化的蛋白质阵列 在一种高密度的固相载体上，并与待测样 品杂交，以测定相应蛋白质的性质、特征 以及蛋白质与生物大分子之间的相互作用 的方法。