存在，拷贝数是多少。探针是DNA.
表达谱芯片：确定基因表达的途径与表达产
物。探针是RNA或cDNA
测序芯片：通过探针与微阵列的配对分析获
得探针的序列结果。 16
基因芯片应用
基因表达检测 多态性分析 遗传图谱定位 基因分型 通过杂交反应测定序列
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基因芯片应用领域
遗传疾病研究
癌症 家系遗传疾病 普通基因突变疾病
蛋白质定量 蛋白质功能研究 蛋白表达谱分析。 蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸相互作 用的研究。包括：免疫分析、酶分析、 受体-配基分析、蛋白质核酸相互作用分 析分析。
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微阵列芯片
蛋白芯片
基因芯片
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蛋白芯片(Protein Chips)
高通量微阵列蛋白分析方法
synthesis) 等
生物传感器等
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原位合成 (In Situ Synthesis)
化学合成 原子印章 原位光刻合成
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原位光刻合成
美国著名的Affymetrix公司率 先开发的寡聚核苷酸原位光刻专 利技术，是生产高密度寡核苷酸 基因芯片的核心关键技术。
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原位光刻合成原理
Light directed oligonucleotide synthesis.
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基因芯片发展历史
Southern & Northern Blot Dot Blot
Macroarray
Microarray
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基因芯片
按内涵划分：
cDNA芯片 Oligo芯片:25mer(affymetrix),
70mer(Operon)， 80mer（Clontech）,
按功能划分：
基因组芯片： 检测某一基因是否存在，若
一、 概念、分类及应用
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（一）、 两 个 概 念
生物芯片 主要指通过平面微细加工技术在固体芯 片表面构建的微流体分析单元和系统，以实现对 细胞、蛋白质、核酸以及其它生物组分的准确、 快速、大信息量的检测。 基因芯片 技术是通过微阵列技术, 将高密度DNA 片段阵列通过高速机器人以一定的顺序或排列方 式使其附着在如玻璃片等固相表面，以荧光标记 的DNA探针，借助碱基互补杂交原理，进行大量 的基因表达及监测等方面研究的最新革命性技术。
3.此时再加入荧光标记的，特异结合 analyte的reporter molecule。
4 . 检 测 ： 用 liquichip workstation 进行检测。原理是同时对bead和 reporter molecule 上的荧光进 行检测。从而确定被结合的 analyte的种类和数量。
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Liquichip技术特点描述
利用抗体抗原结合原理，采用化学发光或荧光 检测 标记抗体或抗原，来检测抗原或抗体。
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蛋白芯片应用
免疫学分析 蛋白与蛋白之间相互作用 DNA与蛋白质分子相互作用
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基因芯片
基因芯片是通过微阵列技术, 将高密度DNA片 段阵列通过高速机器人以一定的顺序或排列方 式使其附着在如玻璃片等固相表面，以荧光标 记的DNA探针，借助碱基互补杂交原理，进行 大量的基因表达及监测等方面研究的最新革命 性技术。 微阵列技术巨大优势在于它可以并行地宏量获 取生物信息，借助此技术发展的生物芯片则提 供了以核酸杂交为基础的基因水平的表达监控， 多态性研究和基因分型。从而使我们对基因表 达调控有更深入的了解。
4
5
6
Liquichip
Bead , Capture molecule , Analyte , Reporter molecule是构成liquichip 的4个主要部分。
Bead上带有两种荧光，根据这两种荧光的比例可以 将bead分为多种。目前已有48种，正在开发中。
Capture molecule : 作用相当于探针，能特异性的 与被检测物结合。
A solid support is derivatized with a covalent linker molecule terminated with a photolabile protecting group. Light is directed through a mask to deprotect and activate selected sites, and protected nucleotides couple to the activated sites. The process is repeated, activating different sets of sites and coupling different bases allowing arbitrary DNA probes to be constructed at each site.
感染性疾病 药物筛选 动物植物遗传筛选育种 个人基因身份证 环境监测
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（三）、生物芯片应用优势
高通量平行分析样品 自动化程度高省时省力 所需样品试剂少保护环境 成本低
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生物芯片应用优势
生物信息数据累积
为生物信息公共数据库添加更多数据 有利于研究基因序列与生物表型之间的关系 有助于理解疾病发生的机制
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（二）、生物芯片分类及应用
微阵列芯片 （Microarray） 微型实验室芯片 (Lab-on-a-chip)
液体芯片 (Liquichip)
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Lab-on-a-chip
微型实验室芯片是通过在芯片上刻成 微流路径从而将涉及生物检测的主要步 骤—样品准备/生化反应/结果检测—整 合在一张芯片上。
1．基于bead的这种固相反应技术，具有 灵敏度 高、信号强度高、灵活性好、所需样品量少的 特点。
2．与传统的蛋白芯片相比，有两大优势，反应 速度更快，灵活性更好。
3．由于检测方法的特点，在大部分的实验过程 中，都不需要洗脱步骤，省时，且不会破坏反 应的动态平衡。
4．有配套的蛋白表达和纯化体系。（his-tag）
Analyte: 样品中被检测的成分。 Reporter molecule: 带有荧光的报告分子，能特
异性的与被检测物结合。
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Liquichip
反应的一般步骤：
1 . 先 将 capture molecule 结 合 在 bead 上，
2.将这种标记了的bead与样品反应。 Capture molecule 可以与相应的 analyte 特异性的结合，
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二、 生物芯片制作技术介绍
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生物芯片制作方法分类
探针固定方式
片基
显色及检测方式
原位合成 (in situ synthesis)
钢 性 片 基 如 玻 荧光，激光共聚焦
片、半导体硅片 扫描、定量分析；
等
生物传感器等
预先合成后点样 玻片、薄膜片基 荧光，激光共聚焦
(off-chip
如 NC、Nylon 膜 扫描、定量分析；