2液相蛋白芯片技术

液相蛋白芯片技术

液相蛋白芯片技术由美国纳斯达克上市公司Luminex研制开发并于2 O世纪9O年代中期发展起来,就是在流式细胞技术、酶联免疫吸附试验(en zyme linked immunosorbent assay,ELISA)技术与传统芯片技术基础上开发的新一代生物芯片技术与新型蛋白质研究平台。液相蛋白芯片技术推动了功能基因组时代的蛋白质研究,相关的仪器、分析软件以及试剂盒研发备受瞩目并已形成一定的市场规模。现拟对该技术的基本原理、技术特点及其在免疫诊断与分析领域的研究与应用情况进行综合介绍。

一、液相蛋白芯片技术的基本原理

传统的蛋白芯片技术就是将蛋白质分子有序地固定在滤膜、滴定板与载玻片等固相载体上,用标记了特定荧光抗体的蛋白质等生物分子与芯片

作用,再利用荧光或激光扫描技术测定其荧光强度,通过荧光强度分析蛋白

质与蛋白质的相互作用,从而达到研究蛋白质功能或免疫诊断的目的。但固相载体难于维持蛋白质的天然构象,不利于蛋白质功能研究。

液相芯片技术在国际上被称之为xMAP(flexible MultilyteProfiling)

技术,其核心技术就是乳胶微球包被、荧光编码以及液相分子杂交。液相芯片体系以聚苯乙烯微球( beads ) 为基质,微球悬浮于液相体系,每种微球

可根据不同研究目的标定上特定抗体或受体探针,可对同一样品中多个不

同的分子同时进行检测。微球表面可进行一系列修饰以适合固定各种蛋白、

多肽或核酸等生物分子。xMAP技术可应用于蛋白或核酸的功能及其相互作用研究,分别称之为液相蛋白芯片技术与液相基因芯片技术。

液相蛋白芯片体系主要包括微球、蛋白探针分子、被检测物与报告分子四种成分。在液相系统中,为了区分不同的探针,每一种用于标记探针的微球都带有独特的色彩编码,其原理就是在微球中掺入不同比例的红色分类荧光及发色剂,可产生100种颜色差别的微球,可标记上100种探针分子,能同时对一个样品中多达100种不同目标分子进行检测。反应过程中,探针与报告分子都分别与目标分子特异性结合。结合反应结束后,使单个的微球通过检测通道,使用红、绿双色激光同时对微球上的红色分类荧光与报告分子上的绿色报告荧光进行检测,可确定所结合的检测物的种类与数量。

二、液相蛋白芯片技术的特点

液相蛋白芯片技术有机地整合了微球、激光检测技术、流体动力学、高速的数字信号处理系统与计算机运算功能,不仅检测速度极快,而且在免疫诊断以及蛋白质分子相互作用分析方面,其特异性与敏感性往往也超越常规技术。其技术特点可归纳如下。

1、反应快速,灵敏度高。反应环境为液相、微球上固定的探针与待检样品均在溶液中反应,其彼此间碰撞几率与速度相对于固相芯片或ElISA等反应模式,可增加10倍以上,因此可提高反应速度及灵敏度。抗原---抗体等蛋白

质分子相互作用的结果可在瞬间经激光判定后由电脑以数据信息的形式记录下来,敏感性显著超越酶联信号或常规杂交信号检测。

2、通量大,可同时检测多种目标物,所需成本较低,减少人力消耗,可对同一样品中多达100种分子同时进行分析。液相芯片系统采用96孔板为反应容器,在35～60min内,可对96个不同的样品进行检测,所需样品用量比常规方法少。

3、可进行多元化分析,灵活性好,可适用于各种蛋白质分析,应用广泛。通过对微球表面的修饰,可固定各种抗体或受体分子,从而满足不同检测与功能的研究需要。

4、采用接近生物系统内部环境的完全液相反应体系,稳定性好。液相环境更有利于保持蛋白质的天然构象,不仅有利于探针与被检测物的反应,也更能保证反应的特异性与稳定性。

5、操作简便,不需洗涤,耗时短。常规ELISA或固相芯片技术,每一步反应之后都需充分洗涤以去除非特异结合成分,耗时且易造成污染。而液相芯片技术可以避免这些过程与弊端。

三、液相蛋白芯片在免疫诊断与分析领域的应用

液相蛋白芯片系统适用于蛋白质组学研究,临床研究与药物研究中的各种蛋白质分析,已被应用于细胞因子与激酶的检测、抗原决定簇的筛选、

多种蛋白质过敏原检测、传染病快速诊断以及与各种抗原、抗体反应相关的检测当中。在免疫诊断与分析研究应用方面,全球已有上百篇公开发表的论文与研究报道,主要可归纳为以下几方面。

1、传染病的快速检测与疾病诊断:xMAP液相蛋白芯片免疫诊断方法又称为微球免疫方法(micro—sphereimmunoassay),国内外已建立多种微球免疫方法用于人与动物传染病快速检测以及人类疾病诊断研究。

Yan等建立微球免疫检测方法进行流感病毒检测与分型,并与EusA方法比较,结果表明微球免疫法对流感病毒粒子与重组血凝素抗原的检测敏感性均提高了10倍。Wong等建立微球免疫方法快速检测西尼罗病毒(WestNile virus),并能与登革热病毒感染、圣路易斯脑炎(St.Lousisencephalitis)病毒感染以及黄热病(flavivirus)免疫鉴别开。Biagini等应用液相蛋白芯片技术检测人群血样中抗炭疽IgG抗体,并与ELISA方法相比较,结果表明,前者更加敏感与快速,稳定性好,样品用量少,检测动力学范围广。Biagini等还建立液相蛋白芯片方法同时检测血清中23种血清型的肺炎球菌荚膜多糖抗体。Pick ering等将微球免疫方法应用于检测破伤风(tetanus)、白喉(diphtheria)以及B 型嗜血性流感杆菌(haemophilusinfluenzatypeB)疫苗免疫抗体,并与ELISA方法相比较。对81份样品,两种方法对三种疫苗抗体的检测符合率可达91%～96%,而微球免疫方法能减少人力与试剂消耗,并缩短检测时间。

在定量检测方面,国外也有报道。Dias等建立微球免疫方法,用于定量检测抗人乳头瘤病毒6、11、16与18型中与抗原的抗体,并根据检测结果确

定用于临床诊断判定的抗体阈值。Lal等建立微球免疫检测方法,用于同时定量检测抗9种血清型肺炎链球菌的IgG抗体,研究表明,微球免疫液相蛋白芯片方法可用于肺炎链球菌疫苗免疫效果的评估。

此外,国外还有报道建立液相蛋白芯片方法用于检测艾滋病病毒抗体、疱疹病毒抗体、麻疹与腮腺炎抗体、弓形虫抗体、呼吸道合胞病毒抗体、类风湿因子等以及一种人类医学紊乱症——乳糜泻(celiacdiseases)的诊断。

2、细胞因子检测与研究:应用液相蛋白芯片技术可对微量样品同时定量检测多种细胞因子。在人细胞因子的检测与研究方面,液相蛋白芯片技术的应用目前已有多篇报道。

Skogstrand等应用液相蛋白芯片技术同时检测新生儿干血点样品(dried blo od spot samples,DBSS)中25种细胞因子。新生儿炎症反应可能与脑瘫、自闭症与糖尿病等一些迟发的疾病有关,对新生儿进行炎症因子检测将有助于上述疾病的病原学研究。通常采用DBSS样品进行检测,由于样品量少,采用常规免疫学方法对一份样品难以检测多种因子。而液相芯片方法可解决这个问题。实验表明,液相芯片方法对标准品的检测回收率平均可达105,批内与批间检测偏差分别为6.2与16.0。采用液相芯片对储存20年以上的样品进行检测,仍能检测到大多数细胞因子。研究表明,液相蛋白芯片应用于检测DBSS样品中的细胞因子就是可靠的,在新生儿疾病筛查方面应用潜力大。

Gorelik等应用液相芯片检测人体中24种细胞因子的浓度水平,以研究细胞因子水平与卵巢癌早期诊断的关系。研究人员对卵巢癌早期患者、健康人群与良性骨肿瘤患者的血样,同时检测多种细胞因子与癌症抗原(CA一125)并比较其浓度水平。结果显示,CA～125以及白细胞介素IL-6、IL-8等6种标记物的浓度水平在卵巢癌早期患者与健康人血样中有显著差异。研究表明,应用液相蛋白芯片检测上述标记物的浓度变化可作为卵巢癌早期诊断的手段。

Johannisson等u应用液相蛋白芯片方法检测猪促炎症细胞因子(proinflamm atory cytokines),灵敏度可达0、18～12ng／ml。这就是首次报道采用液相蛋白芯片技术检测动物体内细胞因子。

3、抗核抗体、抗多肽抗体检测、抗体应答等免疫分析研究:Rouquette等应用液相蛋白芯片检测试剂盒定量检测了9种抗核抗体(antinuclear antibodie s),并与常规ELISA与免疫荧光试剂盒相比较,对222例血清样品的检测结果表明,液相芯片方法与常规方法的检测符合率介于99、1%～100、0%。Ko matsu等建立液相蛋白芯片方法,用于检测抗多肽抗体,以监测多肽疫苗的免疫应答情况;检测表明,液相芯片方法的敏感性与商品化ELISA试剂盒相当,但前者所需样品量少,检测时间缩短,成本较低。

Khan等建立液相蛋白芯片方法,用于进行淋巴细胞胞内信号通道研究。该方法可以检测信号转导过程中T细胞与B细胞胞内发生的信号蛋白磷酸化动力学变化,从而可揭示淋巴细胞信号通道的作用机制。试验表明,液相芯片方

法可同时检测多种信号蛋白的动力学动态变化过程。Williams等应用液相蛋白芯片方法检测患者血样中多种异嗜性抗体(heterophilantibodies),分析了艾滋病免疫检测中假阳性反应产生的原因,为排除假阳性反应提供了解决方法。研究人员建立了同时检测抗牛、羊、鼠以及牛血清白蛋白IgG抗体的液相芯片方法,对多例患者血清进行检测试验,结果表明,在常规检测中出现非特异性染色反应的样品,均不同程度存在上述异嗜性抗体。将样品事先与上述抗体孵育后再进行液相芯片检测或ELISA常规检测,可以排除非特异反应。

四、存在问题与应用展望

如上所述,液相蛋白芯片由于高通量、自动化、快速、敏感以及多元化等特点,在生命科学研究中将得到广泛应用,可预见,研究、临床检验等方面的巨大需求将带动规模可观的生物芯片研发与销售市场,尤其就是在临床与诊断市场上,临床检验与诊断芯片将有远大前景。

在临床诊断方面,高质量诊断用抗原、单克隆抗体的缺乏、昂贵的研制与商业价格将就是制约液相蛋白芯片开发与应用的主要因素。此外,芯片仪器设备价格较高,研究与开发人员对液相芯片技术、设备的选择与使用等缺乏足够的了解,商品化液相芯片试剂盒缺乏等,这些因素在当前都将影响到这一新兴技术的广泛应用。

然而,液相蛋白芯片技术由于其技术特点,具有巨大的发展潜力,在目前以及将来相当时期内都将就是全球分子生物学科学研究与应用领域的热点生物技术手段。液相蛋白芯片技术将日臻成熟完善,成本将降低,各种诊断与研究用液相蛋白芯片的商业化生产,以及液相蛋白芯片技术服务市场的形成指日可待。

芯片类检测：LuminexPLEXMAPBIOPLEX液相芯片检测

【嘉美实验】嘉美生物可提供Luminex、Mllipore的FLEXMAP和Bio-Rad的BioPlex液相芯片检测实验外包服务。Luminex的代表产品 Luminex 100/200以及新推出的Mllipore的FLEXMAP 3D TM 和Bio-Rad公司的BioPlex system都是基于xMAP技术原理，整合了荧光编码微球、激光检测、应用流体学、最新的高速数字信号和计算机运算法则等多项技术，真正实现了“高通量”检测，并荣获2005年度国际临床诊断技术革新奖。是唯一得到美国FDA批准的，也是唯一被纳入美国临床实验室质控网络的高通量诊断技术。被国际业界专家评价为临床诊断的趋势性技术之一。 Luminex\PLEXMAP\BIOPLEX的技术原理 Luminex\PLEXMAP\BIOPLEX的技术优势 高通量，高速度：每个微球作为单独的检测体，可同时进行大量的生物检测，只需要10~20 μl的样本量就可以一次检测多达100个指标（FLEXMAP 3D TM可多达500个指标），最快可达10000次测试/小时，真正实现了“高通量”与“高速度”。 多功能性：xMAP技术可以运用到多种生物检测中，包括免疫分析、基因分型、基因表达、酶分析等。既能检测蛋白，又能检测核酸。除了用于临床外，也能用于科研、CDC、血站、农业、生物及制药专业实验室等。 灵活性高：微球上可连接特异性的探针、抗原或抗体等来满足不同客户的需要。 灵敏度高：检测低限可达0.01pg/ml。 重复性好：类均相反应模式，每个指标有1000-5000个反应单元，分析100次取中位均值。 准确性高：检测范围达3.5-6个数量级，与ELISA和质谱分析具有很强的一致性。 成本低：流式荧光技术联检的试剂用量少，能有效降低临床应用的成本。

蛋白生物芯片检测系统

蛋白生物芯片检测 系统

蛋白生物芯片检测系统 资格预审文件 永川区公共资源招投标交易中心受永川区计生集爱医院的委托，根据区财政局下达的采购计划（08A152），对该单位申请采购的蛋白生物芯片检测系统1台（预算10.5万元）实施邀请招标。现对供应商的投标资格进行资格预审，欢迎符合条件的商家报名。资质要求： 1、具有独立承担民事责任的能力； 2、具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度； 3、具有履行合同所必须的设备和专业技术能力； 4、有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录； 5、参加政府采购活动前三年内，在经营活动中没有重大违法记录。 二、提供的证明材料（复印件加盖参与投标方单位公章）： 投标人必须是在中华人民共和国境内注册并取得营业执照的独立法人；注册资金≥50万元，并提供有效的《医疗器械经营企业许可证》、《企业法人营业执照》、《税务登记证》、《法人组织机构代码证》复印件； 投标人必须是所投产品的制造商，或者是取得制造商授权的代理商，投标人是制造商的必须具备《医疗器械生产企业许可证》、是授权代理商的必须具备《医疗器械经营企业许可证》，

所投医疗器械产品必须具备《医疗器械注册证》（含医疗器械产品注册登记表）； 以上均为必备条件，如有一项未提供视作不具备资格。所提供的材料必须在有效期内，如有年检要求的，须有年检标志。 三、招标项目技术参数 1．设备用途说明：该设备可用于以下生物芯片的检测 *（1）生殖道感染（HPV） （2）孕期感染TORCH (3)唐氏综合症产前筛查(提供测试芯片注册证) (4)心肌梗塞联检 (5)幽门螺杆菌(提供测试芯片的新药证书或注册证) 2．设备配置包括：生物芯片分析仪、计算机、打印机、专用分析 软件、生物芯片诊断系统软件 3．技术指标： 1)产品重复性：CV≤2%； 2)产品不稳定性：≤3%

论文 生物芯片技术

生物芯片技术——生物化学分析论文 08应化2 江小乔温雪燕袁伟豪张若琦 2011-5-3

一、摘要： 生物芯片技术，被喻为21世纪生命科学的支撑技术，是便携式生化分析仪器的技术核心，是90年代中期以来影响最深远的重大科技进展之一，是融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术，具有重大的基础研究价值，又具有明显的产业化前景。由于用该技术可以将极其大量的探针同时固定于支持物上，所以一次可以对大量的生物分子进行检测分析，从而解决了传统核酸印迹杂交（Southern Blotting 和Northern Blotting 等）技术复杂、自动化程度低、检测目的分子数量少、低通量(low through-put)等不足。 二、关键词 生物芯片；检测；基因 三、正文 （一）、生物芯片的简介 生物芯片技术是一种高通量检测技术，通过设计不同的探针阵列、使用特定的分析方法可使该技术具有多种不同的应用价值，如基因表达谱测定、突变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序（Sequencing by hybridization, SBH）等，为"后基因组计划"时期基因功能的研究及现代医学科学及医学诊断学的发展提供了强有力的工具，将会使新基因的发现、基因诊断、药物筛选、给药个性化等方面取得重大突破，为整个人类社会带来深刻广泛的变革。该技术被评为1998年度世界十大科技进展之一。（1）它包括基因芯片、蛋白芯片及芯片实验室三大领域。 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。 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。 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

蛋白质芯片的综述

蛋白质芯片的综述 摘要蛋白质芯片技术是一种高通量、微型化和自动化的蛋白质分析技术，已在多个领域得到应用,如蛋白质组学研究、新药的开发、酶与底物的相互作用和疾病检测等。论文详细介绍了蛋白质芯片技术的原理、芯片介质及蛋白质的固定技术,论述了蛋白质芯片在肿瘤研究，食品检验的应用以及传染病检测中的研究概况。分析了蛋白质芯片的问题以及应用前景。 关键词蛋白质芯片，肿瘤，食品检验，传染病检测，应用 蛋白质芯片的研究工作起始于20世纪80年代,到90年代技术日趋成熟。蛋白质芯片(protein chip)技术因具有高通量平行分析、信噪比较高、所需样品量少,以及可直接关联DNA序列和蛋白质信息等优点,自问世以来,已广泛应用于蛋白质组学、医学诊断学等领域研究,具有广阔的发展。 1.蛋白质芯片介绍 1.1 技术原理 蛋白质芯片是由固定于不同介质上的蛋白微阵列组成,这些蛋白包括抗原、抗体及标志蛋白,然后用标记的或未经标记的另外一个蛋白,如抗原、抗体或配体进行反应,有的需要经洗涤后再加入标记的二抗进行反应,从而达到放大抗原抗体反应的目的。所用的标记物有荧光物质,如Cy3(青色素,一种荧光染料)和Cy5等;酶,如辣根过氧化物酶,化学发光物质等;其他分子,如免疫金标记,然后再进行银染对反应结果显色。反应结果用扫描装置进行检测或用肉眼直接进行观察。 1.2 蛋白质芯片的介质 目前作为蛋白芯片的介质有滤膜类、凝胶类和玻璃片类,前2种介质的优点是能够保持所固定的蛋白的三维结构,但缺点是由于其质地较软,所以不能满足机械点样的强度,同时凝胶类的蛋白质芯片所点样品容易发生扩散。玻璃片的优点是成本低和性能稳定,可满足高强度的机械点样。此外,20世纪90年代中期发展的液相芯片技术使蛋白芯片技术得到进一步提高。其被喻为后基因组时代的芯片技术,也可称为灵活的多种被分析物质的检测 ( flexible multi-analyte profiling,xMAP)技术,xMAP技术是集流式技术、荧光微球、激光、数字信号处理和传统化学技术为一体的一种新型生物分子高通量检测技术,这种技术将流式检测与芯片技术有机地结合在一起,使生物芯片反应体系由固相反应改变为接近生物系统内部环境的完全液相反应体系,因此也被称为液相芯片技术[1]。 光学蛋白芯片也是新发展起来的一项技术,是将高分辨的椭偏生物传感器技术和集成化多元蛋白质芯片技术相结合发展形成的生物分子识别和检测技术。该技术的优点是无需标记待检样品,无需预处理直接检测非纯化分析物,样品用量少,检测时间短并且可以进行多元检测。 1.3 蛋白质的固定 将蛋白质固定于芯片上的方法很多,各方法的最终目的是在单位面积/体积上固定最大量的蛋白质并保持其天然构象,该环节成为蛋白质芯片技术的关键步骤之一。 蛋白质的固定可以分为两类:非专一性固定和专一性固定,非专一性固定即通过被动吸附的方式使蛋白质结合到相应的介质上,如硝酸纤维素膜和多聚赖氨酸包被的玻片通过被动吸附蛋白质的氨基或羧基来固定蛋白质,此方法产生的芯片背景值往往较高。 1. 4 蛋白质芯片的检测

CFDA-20130104 生物芯片类检测试剂注册技术审查指导原则(食药监办械函[2013]3号附件)

附件5 生物芯片类检测试剂注册技术审查指导原则 一、前言 本指导原则主要针对生物芯片类检测试剂的主要原材料、生产工艺及反应体系、产品质量控制等环节提出指导性技术要求。 本指导原则系对生物芯片类检测试剂的一般要求，申请人应依据产品特性确定其中的具体内容是否适用，若不适用，需详细阐述其理由及相应的科学依据。 本指导原则是对申请人和审查人员的指导性文件，但不包括注册审批所涉及的行政事项，亦不作为法规强制执行，如果有能够满足相关法规要求的其他方法，也可以采用，但是需要提供详细的研究资料和验证资料。应在遵循相关法规的前提下使用本指导原则。 本指导原则是在现行法规和标准体系以及当前认知水平下制订的，随着法规和标准的不断完善、科学技术的不断发展，其相关内容也将进行适时的调整。 二、适用范围 根据芯片制作的主要原料和方法，生物芯片可分为核酸芯片、蛋白芯片、细胞芯片、组织芯片等。本指导原则是针对核酸和蛋白为检测靶分子生物芯片的注册技术审查指导原则，其他类型靶分子检测的芯片诊断试剂可参考本指导原则。 三、基本要求 （一）基本原则 1.试剂研制、生产用各种原料、辅料等应制定相应的质量标准，并符合有关法规的要求。

2.试剂生产企业应具备相应的专业技术人员、仪器设备以及适宜的生产环境，获得《医疗器械生产许可证》；同时，应按照《体外诊断试剂生产实施细则（试行）》的要求建立相应的质量管理体系，形成文件和记录，加以实施并保持有效运行；还应通过《体外诊断试剂生产企业质量管理体系考核评定标准（试行）》的考核。 3.生物芯片类试剂在研制时，应当按照科学、规范的原则组织研发，各反应条件的选择和确定应符合基本的科学原理。 4.试剂研制、生产过程中所用的物料及工艺，应充分考虑可能涉及的安全性方面的事宜。 5.生产和质量控制的总体目标：保证试剂使用安全、质量稳定、工艺可控、检测有效。 （二）原材料质量控制 1.核酸检测芯片 核酸芯片检测时，从生物样本中提取的核酸可用荧光标记、金标记和酶标记；检测方法包括光谱学方法和化学显色。下面为荧光标记芯片技术指导原则，采用金标记和酶联显色等的生物芯片诊断试剂可参照核酸芯片和蛋白芯片相关部分。 （1）主要生物原料 核酸检测芯片的主要生物原料包括模板DNA、dNTPs、引物、探针、标记物等。主要生物原料若为企业自己生产，其工艺必须相对稳定，企业应按照工艺要求对这类生物原料进行质量检验，以保证其达到规定的质量标准；若购买，其供应商要求相对固定，不能随意变更供应商，同时，供应商应提供相应的质量保证证明和相应的质检报告，达到生产规定的质量标准。如果主要原料（包括工艺）或其供应商有变更，应依据国家相关法规的要求进行变更申请。

蛋白生物芯片检测系统

蛋白生物芯片检测系统 资格预审文件 永川区公共资源招投标交易中心受永川区计生集爱医院的委托，根据区财政局下达的采购计划（08A152），对该单位申请采购的蛋白生物芯片检测系统1台（预算10.5万元）实施邀请招标。现对供应商的投标资格进行资格预审，欢迎符合条件的商家报名。资质要求： 1、具有独立承担民事责任的能力； 2、具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度； 3、具有履行合同所必需的设备和专业技术能力； 4、有依法缴纳税收和社会保障资金的良好记录； 5、参加政府采购活动前三年内，在经营活动中没有重大违法记录。 二、提供的证明材料（复印件加盖参与投标方单位公章）： 投标人必须是在中华人民共和国境内注册并取得营业执照的独立法人；注册资金≥50万元，并提供有效的《医疗器械经营企业许可证》、《企业法人营业执照》、《税务登记证》、《法人组织机构代码证》复印件； 投标人必须是所投产品的制造商，或者是取得制造商授权的代理商，投标人是制造商的必须具备《医疗器械生产企业许可证》、是授权代理商的必须具备《医疗器械经营企业许可证》，所投医疗器械产品必须具备《医疗器械注册证》（含医疗器械产品注册登记表）； 以上均为必备条件，如有一项未提供视作不具备资格。所提供的材料必须在有效期内，如有年检要求的，须有年检标志。 三、招标项目技术参数

1．设备用途说明：该设备可用于以下生物芯片的检测 *（1）生殖道感染（HPV） （2）孕期感染TORCH (3)唐氏综合症产前筛查(提供测试芯片注册证) (4)心肌梗塞联检 (5)幽门螺杆菌(提供测试芯片的新药证书或注册证) 2．设备配置包括：生物芯片分析仪、计算机、打印机、专 用分析软件、生物芯片诊断系统软件3．技术指标： 1)产品重复性：CV≤2%； 2)产品不稳定性：≤3% 3)产品的线性：在反射因素为0.072-0.741（P<0.05）范 围内，线性相关系数r≥0.955； 4)产品的灵敏度：对反射因素为0.741标准反射卡，测出率 为100%； 5)视场光线不均匀性：≤3%； 2

2液相蛋白芯片技术

液相蛋白芯片技术 液相蛋白芯片技术由美国纳斯达克上市公司Luminex研制开发并于2 O世纪9O年代中期发展起来,就是在流式细胞技术、酶联免疫吸附试验(en zyme linked immunosorbent assay,ELISA)技术与传统芯片技术基础上开发的新一代生物芯片技术与新型蛋白质研究平台。液相蛋白芯片技术推动了功能基因组时代的蛋白质研究,相关的仪器、分析软件以及试剂盒研发备受瞩目并已形成一定的市场规模。现拟对该技术的基本原理、技术特点及其在免疫诊断与分析领域的研究与应用情况进行综合介绍。 一、液相蛋白芯片技术的基本原理 传统的蛋白芯片技术就是将蛋白质分子有序地固定在滤膜、滴定板与载玻片等固相载体上,用标记了特定荧光抗体的蛋白质等生物分子与芯片 作用,再利用荧光或激光扫描技术测定其荧光强度,通过荧光强度分析蛋白 质与蛋白质的相互作用,从而达到研究蛋白质功能或免疫诊断的目的。但固相载体难于维持蛋白质的天然构象,不利于蛋白质功能研究。 液相芯片技术在国际上被称之为xMAP(flexible MultilyteProfiling) 技术,其核心技术就是乳胶微球包被、荧光编码以及液相分子杂交。液相芯片体系以聚苯乙烯微球( beads ) 为基质,微球悬浮于液相体系,每种微球 可根据不同研究目的标定上特定抗体或受体探针,可对同一样品中多个不 同的分子同时进行检测。微球表面可进行一系列修饰以适合固定各种蛋白、

多肽或核酸等生物分子。xMAP技术可应用于蛋白或核酸的功能及其相互作用研究,分别称之为液相蛋白芯片技术与液相基因芯片技术。 液相蛋白芯片体系主要包括微球、蛋白探针分子、被检测物与报告分子四种成分。在液相系统中,为了区分不同的探针,每一种用于标记探针的微球都带有独特的色彩编码,其原理就是在微球中掺入不同比例的红色分类荧光及发色剂,可产生100种颜色差别的微球,可标记上100种探针分子,能同时对一个样品中多达100种不同目标分子进行检测。反应过程中,探针与报告分子都分别与目标分子特异性结合。结合反应结束后,使单个的微球通过检测通道,使用红、绿双色激光同时对微球上的红色分类荧光与报告分子上的绿色报告荧光进行检测,可确定所结合的检测物的种类与数量。 二、液相蛋白芯片技术的特点 液相蛋白芯片技术有机地整合了微球、激光检测技术、流体动力学、高速的数字信号处理系统与计算机运算功能,不仅检测速度极快,而且在免疫诊断以及蛋白质分子相互作用分析方面,其特异性与敏感性往往也超越常规技术。其技术特点可归纳如下。 1、反应快速,灵敏度高。反应环境为液相、微球上固定的探针与待检样品均在溶液中反应,其彼此间碰撞几率与速度相对于固相芯片或ElISA等反应模式,可增加10倍以上,因此可提高反应速度及灵敏度。抗原---抗体等蛋白

生物芯片技术的研究现状及发展前景

学士学位论文(设计) 文献综述 题目 生物芯片技术的研究现状及发展前景Biological Chip Technology The Present Research Situation and Development Prospect 姓名学号 院系专业生命科学院生物工程指导教师职称 中国·武汉 二○一二年三月

目录 摘要................................................................................................................................I 关键词 ..............................................................................................................................I Abstract ............................................................................................................................II Key words ........................................................................................................................II 1 生物芯片技术的概念及类型 (1) 1.1生物芯片技术的概念 (1) 1.2生物芯片技术的分类 (1) 2生物新品技术的发展状况 (2) 2.1生物芯片技术国外状况 (2) 2.2生物芯片技术国内状况 (3) 3生物芯片技术的问题及发展方向 (3) 3.1生物芯片技术存在的问题 (3) 3.2生物芯片技术的发展方向 (4) 4结语 (4) 参考文献 (6) 致谢 (7)

液相芯片

液相芯片技术及其临床应用 生物芯片主要包括基因芯片和蛋白芯片两大类，按寻址方式和最终检测载体又可分为固相芯片(flat microarrays)和液相芯片(1iquid chip or microsphere arrays)。近年来，液相芯片以其独特的优点及临床实用性，正受到越来越多的重视。现就液相芯片的技术原理、特点及临床应用前景作简要介绍。 【摘要】液相芯片技术是一种利用混悬在液相中的分类编码微球作为反应及信号检测载体的检测技术，它充分利用发展成熟的流式细胞术检测原理，对临床大多数生物分子（如核酸、蛋白质等）进行高通量分析。目前已在研究和临床检测中得到了广泛的应用，现就其技术原理、特点及临床应用作简要介绍。 【关键词】芯片分析技术流式细胞术 生物芯片主要包括基因芯片和蛋白芯片两大类，按寻址方式和最终检测载体又可分为固相芯片(flat microarrays)和液相芯片(1iquid chip or microsphere arrays)。近年来，液相芯片以其独特的优点及临床实用性，正受到越来越多的重视。现就液相芯片的技术原理、特点及临床应用前景作简要介绍。 液相芯片技术原理 1．微球编码与反应原理：固相芯片通过空间位置寻址来识别不同点阵元素(即区别不同的特异性反应)，液相芯片则通过反应载体——微球所具有的物理、光学信号(如大小或颜色)来识别点阵元素?。液相芯片技术是一种以经过特殊编码、可识别的微球(encoded microspheres or beads)作为生物分子(抗原、抗体、蛋白质、核酸等)反应及信号检测载体的阵列分析技术。液相芯片采用的分子杂交反应类型与固相芯片类似，只是所有的反应在混悬于液相中的微球表面上进行，故也称为悬浮式点阵技术(suspension array technology，SAT)。 SAT技术主要包括点阵信号识别和检测信号识别两部分，现以临床最常用的双位点夹心法来说明液相芯片的基本技术原理。SAT主要由微球、探针分子(A)、被检测物(B)、报告分子(c)4个部分构成。 微球的主要化学成分为聚苯乙烯，其表面修饰的羧基功能基团在一定条件下可以共价结合任何含有氨基的目标分子，对其表面进行不同的化学结构修饰，可使结合的目标分子更具选择性。将微球采用物理或化学方法进行编码分类，不同编码类别的微球即可区分不同的特异性反应。微球编码方式多种多样]，如微球大小、颜色、荧光金属纳米技术等，其中最常用的是荧光编码技术，即在制备过程中掺人两种或多种不同颜色分类荧光分子，根据加入比例不同将同种大小的微球进行独特编码。 探针分子是可以和微球表面的羧基等基团偶联并能与被检测物特异性结合的生物分子。报告分子的作用是为每种不同的特异性反应提供检测信号，其可以是一种能与被检测物特异性结合的荧光染料，也可以是标记有荧光的、能与被检测物结合的其他物质(如抗体、抗原、核酸等)。为了和微球分类荧光有明显区别，一般以绿色荧光作为报告分子的标记荧光，任何一种可以激发绿色荧光的荧光染料均可作为报告分子的荧光标记物。 将不同编码类别的微球分别与不同的探针分子反应结合后，混合在一起，再依次加入样品及报告分子，不同微球上的探针分子与样品中需要检测的各种目标分子进行特异性结合，报告分子与目标分子特异性结合，即构成了一个液相芯片系统。因此，可在同一混悬体系中对同一样品中的多种目标分子进行同时分析。 2．检测原理：微球编码技术不同，信号的检测方式也各不相同。流式细胞术是目前应用最广、技术最成熟的一种信号识别和检测技术。 微球单个逐一通过检测通道时受到双色激光(如红色和绿色)同时照射，第一束激光激发微球的分类荧光，根据荧光编码确定微球的类别，即微球内部的两种荧光物质受激发后可发射两种不同波长的荧光，不同类别微球内这两种荧光物质比例不同，则荧光强度比率也不同，从而将不同的特异性反应区分开来(定性、分类)；第二束激光激发报告分子

生物芯片类试剂生产及质量控制技术

附件6： 体外诊断试剂生产及质量控制技术指导原则——生物芯片类试剂生产及质量控制技术指导原则 （征求意见稿） 前言 本指导原则所定义的生物芯片诊断试剂是指将多个生物探针（包括DNA片段，寡核苷酸、抗原、抗体，组织，细胞等）按预先设计的排列方式固定在特制的基质（包括玻璃片，尼龙膜，硝酸纤维素膜等）上，用特定的方法提取生物靶分子并进行标记，然后与固定在基质上的生物探针特异性的结合，再用相应的检测设备（如激光扫描仪、CCD检测仪等）和分析方法（包括软件）进行检测、记录、分析，实现对生物靶分子的定性或定量检测的试剂。 根据芯片制作的主要原料和方法，生物芯片可分为核酸芯片、蛋白芯片、细胞芯片、组织芯片、芯片实验室等。本指导原则是针对核酸和蛋白为检测靶分子生物芯片的生产及质量控制技术指导原则，其它类型靶分子检测的芯片诊断试剂可参考本指导原则。 由于生物芯片技术还在不断发展，国家食品药品监督管理部门可依据科学技术发展的需要，适时组织对本指导原则进行修订。 一、基本原则 （一）生物芯片诊断试剂生产用的物料包括：原料，辅料和包装材料。各种物料应当制定相应的质量指标，并应符合有关法规的要求。 （二）生物芯片诊断试剂的生产企业应具备相应的专业技术人员，相适应的仪器设备和生产环境，获得《医疗器械生产许可证》；应当按照《体外诊断试剂生产实施细则（试行）》的要求建立相应的质量管理体系，形成文件和记录，加以实施并保持有效运行；应当通过《体外诊断试剂生产企业质量管理体系考核评定标准（试行）》的考核。

（三）生物芯片诊断试剂的研制应当按照科学、规范的原则组织研发，各反应条件的选择和确定应符合基本的科学原理。 （四）生物芯片诊断试剂生产过程中所用的物料及工艺，应充分考虑可能涉及的安全性方面的事宜。 二、物料质量控制 （一）核酸检测芯片 核酸芯片检测时，从生物样本中提取的核酸可用荧光标记、金标记和酶标记。检测方法包括光谱学方法和化学显色。下面为荧光标记芯片技术指导原则，采用金标记和酶联显色等的生物芯片诊断试剂可参照核酸芯片和蛋白芯片相关部分。 1、主要生物原料 核酸检测芯片的主要生物原料包括模板DNA、dNTPs、引物、探针、标记物等。应按照工艺要求对这类生物原料进行质量检验，以保证其达到规定的质量标准。主要生物原料的供应商要求相对固定，不得随意变更供应商。 （1）模板DNA 重组DNA：经测序验证，关键位置没有错误。1×TE溶解，浓度为1μg/μl以上，-20℃保存。 （2）dNTPs（dATP/dUTP/dGTP/dCTP/dTTP） HPLC纯，PCR级，无DNase、RNase污染。-20℃以下保存。外购者，由生产厂家提供质量保证证明，达到生产要求。 （3）引物 序列确证；进行PCR扩增后，克隆测序鉴定验证，建立引物标准品。生产中的引物原材料为冻干粉，PAGE纯或HPLC纯，外购者，供应商应提供该产品的质检证明，如PAGE电泳结果或HPLC分析图谱；自己合成的引物，需有PAGE

生物芯片技术及其应用研究

生物芯片技术及其应用研究 宋杭杰11152228 [ 摘要]近年来，生物芯片已成为科学界的研究热点之一。本文综述了生物芯 片的概念、主要分类和制作，介绍了生物芯片的应用，分析了生物芯片技术中存在的问题并对其发展前景作了展望。 [关键词]生物芯片应用检测问题发展前景 [正文] 1 生物芯片概述 生物芯片(biochip) 是将大量的生物大分子，如核苷酸片段、多肽分子、组织切片和细胞等生物样品制成探针，以预先设计的方式有序地、高密度地排列在玻 璃片或纤维膜等载体上，构成二维分子阵列，然后与已标记的待测生物样品靶分子杂交，通过检测杂交信号实现对样品的检测，因此该技术一次能检测大量的目 标分子，从而实现了快速、高效、大规模、高通量、高度并行性的技术要求;并且芯片技术的研究成果具有高度的特异性、敏感性和可重复性。因常用玻片/硅 片等材 料作为固相支持物，且在制备过程中模拟计算机芯片的制备技术，所以称之为生物芯片技术。 2 生物芯片的分类 生物芯片技术是一种高通量检测技术，其主要类型包括基因芯片( gene －chip) 、蛋白质芯片( protein－chip) 、组织芯片( tissue －chip) 和芯片实验室( lab－on －chip) 等。 2. 1 基因芯片 基因芯片又称为DNA 芯片(DNA －chip) ，是基于核酸探针互补杂交技术原 理研制的。它是将大量的寡核苷酸片段按预先设计的排列方式固化在载体表面如硅片或玻片上，并以此为探针，在一定的条件下与样品中待测的靶基因片段杂交，

通过检测杂交信号的强度及分布来实现对靶基因信息的快速检测和分析。 2. 2 蛋白质芯片 蛋白质芯片与基因芯片的原理类似，它是将大量预先设计的蛋白质分子( 如抗原或抗体等) 或检测探针固定在芯片上组成密集的阵列，利用抗原与抗体、受体与配体、蛋白与其它分子的相互作用进行检测。 2. 3 组织芯片 组织芯片技术则是一种不同于基因芯片和蛋白芯片的新型生物芯片。它是将许多不同个体小组织整齐地排布于一张载玻片上而制成的微缩组织切片，从而进行同一指标( 基因、蛋白) 的原位组织学的研究。 2. 4 芯片实验室 所谓实验室就是一种功能的集成。在普通实验室，检侧、分析等是分成不同步骤进行的，芯片实验室就是把所有的步骤聚在一起，也是有形的，只是把这些功能微缩到一个小的平台上。生物检测三大步骤:样品的处理、生物反应、反应的检测，在以前，是由不同的机器做，最后才得出结果。芯片实验室则是把这三大步骤浓缩到一个平台上做，对用户来说无需知道中间步骤，是一个微型的自动化过程。 3 生物芯片的制作 生物芯片制作的方法有很多，大体分为两类:原位合成和合成点样。原位合成主要指光引导合成技术，可用于寡核苷酸和寡肽的合成，所使用的片基多为无机片基，现在也有用聚丙烯膜的。该方法合成的寡核苷酸的长度一般少于30nt，缩合率可达95 % ，特异性不是太好。原位合成的另外一种方法是压电打印法或称作喷印合成。该方法合成寡核苷酸的长度一般在40－50nt，缩合率达99 % ，特异性较好。合成点样最常用的方法是机械打点法。点样的可以是寡核苷酸和寡肽，也可以是DNA 片段或蛋白质。所使用的片基多为尼龙膜等有机合成物片基。该方法的特点是操作迅速、成本低、用途广，但定量准确性和重现性不好，加样

国内外知名生物芯片技术公司及其研发重点(精)

国内外知名生物芯片技术公司及其研发重点

Affymetrix昂飞公司

Affymetrix昂飞公司 ?美国的Affymetrix公司是世界上最有影响的基因芯片开发制造商。目前Affymetrix公司已开发全套的生物芯片技术相关产品，包括研究应用系列芯片及相关试剂和试剂盒、工具数据库及芯片分析软件工具、芯片制备系列平台仪器及其零配件、扫描检测仪器、杂交反应设备、生物芯片相关技术手册及指南等。Affymetrix公司是目前全球基因芯片行业的领头羊，以其拥有专利的寡聚核苷酸原位光刻合成技术，年产各类寡聚核苷酸基因芯片达到几十万张，占据了表达谱基因芯片科研市场的一半以上，经过了将近十年的研究和开发，已经在国际上赢得了很高的盛誉，同时也成为为数极少的已经盈利的生物芯片公司。 ?Affymetrix公司的基因芯片为寡核苷酸芯片（Oligo芯片），这种类型的芯片具有极高的特异性和灵敏度，重复性好，假阳性率非常低，是目前世界上最先进的基因芯片。

PerkinElmer珀金埃尔默仪器公 司

?珀金埃尔默是全球生化领域第三大供应商，在药物高通量筛选、全自动液体处理和样品制备以及遗传疾病筛查方面是世界第一大供应商。自 1999年以来，珀金埃尔默在生命科学业务上投资了10多亿美元，迅速成为蛋白组学、基因组学、药品开发和遗传疾病筛查领域的技术领先者。 ?珀金埃尔默提供完整的生物芯片解决方案，涵盖从芯片样品制备、点样、标记、杂交、扫描、数据分析到可视化数据库完整的研究流程。

?为了适应蛋白芯片日益深入的研究，珀金埃尔默提供了整套仪器和耗材，其中，非接触式芯片点样仪Piezorray是目前最先进的芯片点样系统，精度可达pL级，特别适合于制备样品粘度较高、需要精确定量的蛋白芯片。 ?国内很多代表性的芯片生产厂家和研究单位都采用了珀金埃尔默芯片产品线的产品和软件。上海的联合基因科技集团曾于2000年一次性购买了50台PerkinElmer芯片扫描仪。中科院北京基因组研究所（北京华大基因研究中心）采用的芯片点样仪和扫描仪均为PerkinElmer，他们制备的水稻全基因组芯片，在两张玻片上所点的基因达到60000 多条，单张芯片上的基因超过30000条，无论是点样密度还是点样效果都非常好。

Merck Millipore-液相芯片技术在肿瘤检测和研究中的应用

Milliplex/Luminex液相芯片技术在肿瘤检测和研究的应用 前言 目前，肿瘤标志物的研究与应用已成为肿瘤防治的重点和热点。但当前肿瘤标志物检测能否达到早期诊断的效果？有无在人群中进行普查或筛查的价值？其临床意义如何解释？怎样规范与合理应用？尚存在诸多争议。为此，中华医学会检验医学分会肿瘤标志物专家委员会，在2002年至2004年分别召开3次专家研讨会，起草制订了“肿瘤标志物临床检测的基本原则(建议稿) ”对以上问题进行了解释。本文主要从以下几个方面进行介绍： ●肿瘤标志物临床检测的基本原则 ●肿瘤标志物的检测指标 ●肿瘤标志物的高危人群检测项目 ●肿瘤血管的形成 ●慢性炎症与肿瘤微环境 ●趋化因子与肿瘤微环境 ●液相芯片技术原理 ●Milliplex肿瘤微环境相关试剂盒介绍 ●肿瘤微环境与肿瘤标记应用的相关文献 一、肿瘤标志物临床检测的基本原则 肿瘤标志物( TM) 是指在恶性肿瘤发生和增殖过程中，由肿瘤细胞的基因表达而合成分泌的或是由机体对肿瘤反应而异常产生和/ 或升高的，反映肿瘤存在和生长的一类物质，包括蛋白质、激素、酶(同工酶) 、多胺及癌基因产物等。TM 存在于病人的血液、体液、细胞或组织中,可用生物化学、免疫学及分子生物学等方法测定，且对肿瘤的辅助诊断、鉴别诊断、观察疗效、监测复发以及预后评价具有一定的价值。 TM在肿瘤监测中的价值：TM的主要临床应用价值是判断治疗肿瘤治疗疗效和复发监测。临床可通过对肿瘤患者治疗前后及随访中TM浓度变化的监测，了解肿瘤治疗是否有效，并判断其预后，为进一步治疗提供参考依据。为确定何种TM适用于对肿瘤患者进行治疗监测，在患者治疗前应做相关TM检测。 TM浓度变化对肿瘤的疗效判断价值：恶性肿瘤治疗后TM浓度的变化与疗效之间有一定的相关性。治疗前TM浓度变化,常有三种类型：①TM浓度下降到参考范围，提示肿瘤治疗有效。②TM浓度下降但仍持续在参考范围以上，提示有肿瘤残留和/ 或肿瘤转移。 ③TM浓度下降到参考范围一段时间后，又重新升高，提示肿瘤复发或转移。 TM的定期随访原则：恶性肿瘤治疗结束后，应根据病情对治疗前升高的TM作定期随访监测。不同的TM半衰期不同，所以监测的时间和周期也不同。大部分国内外专家建议，治疗后6 W做首次测定，3年内每3月测定一次；3～5 年每半年一次，5～7 年每年一次。随访中如发现有明显升高，应1 月后复测一次，连续2次升高，可预示复发或转移。此预示常早于临床症状和体征，而有助于临床及时处理。 TM 的联合检测原则：同一种肿瘤或不同类型的肿瘤可有一种或几种TM异常；同一种TM可在不同的肿瘤中出现。为提高TM 的辅助诊断价值和确定何种TM可作为治疗后的随访监测指标，可进行联合检测，但联合检测的指标须经科学分析、严格筛选。在上述前提下，合理选择几项灵敏度、特异性能互补的TM 构成最佳组合，进行联合检测。经过临床应用，以循证医学的观点来评价和修改联合检测的TM 组合。 二、肿瘤标志物的检测指标 每年全球癌症死亡人数约为700万人，其中24%发生在中国。中国癌症患者的生存患者和治愈患者仅为13%，肿瘤防治水平远低于世界平均水平。世界卫生组织作出最新权威

个体化医学检测微阵列基因芯片技术规范

个体化医学检测 微阵列基因芯片技术规范

微阵列基因芯片是基于DNA分子杂交技术原理研制，通过探针结合碱基互补序列的单链核酸，从而确定其相应序列来识别基因或其产物。能够同时快速检测多个基因及其多个位点，在多态性分析、突变分析、基因表达谱测定及杂交测序等多领域具有广泛应用价值。 临床诊断技术使用的微阵列基因芯片，可快速鉴定病原体、检测遗传突变及基因表达，更早更方便的检测肿瘤基因标志，检测药物反应和代谢相关基因多态性来指导临床个体化治疗。 本规范旨在对个体化医学检测中采用微阵列基因芯片检测核酸序列以及基因表达进行一般性技术指导，不包括行政审批要求。 本规范由全国生物芯片标准化技术委员会（SAC/TC 421）提出。 本规范起草单位：全国生物芯片标准化技术委员会、清华大学医学院、生物芯片北京国家工程研究中心、北京博奥医学检验所。 本规范起草人：项光新、李元源、王辉、邓涛、孙义民、张治位、张川、邢婉丽、程京。

1.适用范围 (1) 2.声明/警告 (1) 3.术语和定义 (1) 4.样本处理 (2) 4.1样本类型 (2) 4.2样本采集、运输与保存 (3) 4.3样本质量保证 (3) 4.4样本信息保存 (3) 5.检测各步骤分述 (4) 5.1核酸分离 (4) 5.2核酸定量（如适用） (4) 5.3核酸扩增和标记 (4) 5.4芯片杂交 (5) 5.5信号采集和数据分析 (5) 6.结果报告 (5) 7.质量控制 (5) 8.注意事项 (6) 9.参考文献 (6)

1.适用范围 本规范适用于医疗机构开展微阵列基因芯片个体化医学检测服务。 检测服务需遵循国家卫生主管部门或各专业协会发布的疾病诊疗指南或国家卫生计生委医政医管局个体化医学检测技术专家委员会发布的个体化医学检测指南。 2.声明/警告 本规范所称微阵列基因芯片诊断技术是指从医疗机构获得的临床样本中，提取核酸（DNA或RNA），进行必要的扩增和标记，标记后的靶标与基因芯片进行分子杂交，通过基因芯片扫描仪器获得基因芯片杂交的图像与数据，经计算机程序分析，并给出检测报告的全过程。 3.术语和定义 （1）聚合酶链反应polymerase chain reaction（PCR） 聚合酶链反应或多聚酶链反应是一种对特定的DNA或RNA片段在体外进行快速扩增的方法。 （2）杂交hybridization 具有一定同源序列的两条核酸单链（DNA或RNA）可以通过氢键的方式，按碱基互补配对原则相结合。 （3）突变mutation 是细胞中DNA核苷酸序列发生了稳定的可遗传的改变。 （4）点重复spot replicates 每种探针在芯片上每个阵列中的重复次数。 （5）探针probe

1、液相芯片的概念

1、液相芯片的概念 液相芯片，又称悬浮阵列、流式荧光技术，是基于美国Luminex 公司研制的多功能流式点阵仪（Luminex 100TM）开发的多功能生物芯片平台，通常用于免疫分析、核酸研究、酶学分析、受体和配体识别分析等研究。也是目前唯一得到权威机构和医学界共同认可用于临床诊断的生物芯片平台。液态芯片是一种全新概念的生物芯片。该技术的核心是把微小的聚苯乙烯小球（5.6um）用荧光染色的方法进行编码，然后将每种颜色的微球（或称为荧光编码微球）共价交联上针对特定检测物的探针、抗原或抗体。应用时，先把针对不同检测物的编码微球混合，再加入微量待检样本，在悬液中靶分子与微球表面交联的分子进行特异性地结合，在一个反应孔内可以同时完成多达100种不同的生物学反应。最后用LuminexTM分析软件进行分析，仪器通过两束激光分别识别编码微球和检测微球上报告分子的荧光强度。因为分子杂交或免疫反应是在悬浮溶液中进行，检测速度极快，而且可以在一个微量液态反应体系中同时检测多达100个指标。 2、液相芯片的优势 （1）一次检测，100个指标； （2）既能检测蛋白，又能检测核酸； （3）既能用于临床，又能用于科研。 3、液相芯片的应用 （1）DNA杂交分析 SNP检测 基因表达谱分析 （2）免疫学分析 免疫分析 受体－配体分析

酶分析 蛋白质－蛋白质相互作用分析 蛋白质－DNA相互作用分析 4、应用实例 Liquichip液相系统是一个高度灵活的多元分析平台，可以适用于学研究，临床研究和药物研究中的各种蛋白质分析。 美国圣祖德儿童研究医院的Dr. Richard等人,使用液相对100μL样本中的15种不同的细胞因子同时进行了精确的定量测定。结果说明在T辅助细胞1型与2型中，某些细胞因子的表达量有显著差异。在测定过程中，Dr. Richard将15种不同的细胞因子的抗体分别标记在15种不同的球形基质上，混合后加入到一个反应体系中，对同一样本中的15种细胞因子进行测定。同时用ELISA的方法，分别对15种细胞因子进行检测。将两组结果进行对比后发现，趋势基本上一致，但是液相可同时对多个分子进行检测，同时灵敏度和可靠性更好，操作更为简单。这样只需要使用微量的样品，在较短的时间内，就可以得到所需的数据。 Luminex 是多功能的液相芯片分析平台，适用于免疫分析、核酸研究、酶学分析、受体和配体识别分析等研究。Luminex有机地整合了有色微球（color-coded microphere or beads）、激光技术、应用流体学、最新的高速数字信号处理器和计算机运算法则，造就了Luminex液相芯片系统无与伦比的检测特异性和灵敏度。Luminex液相芯片分析平台其卓越的产品性能与广阔的应用前景使得它成为众多生命科学研究单位的首选！ Luminex?200TM是在己有的数千台Luminex?100TM的基础之上,为满足临床与科研工作中的多种高通量检测而开发的新一代系统。和以往的Luminex?100TM相比, Luminex?200TM操作更简单方便，检测运行更稳定可靠。做出的改进包括更为方便的样品针调节旋钮，更精密的XYP机械校准功能以及高性能的空气压缩机等等。 整个系统包括：

生物芯片的基本原理

第二章生物芯片的基本原理 § 2.1 生物芯片的基本概念 一般而言，我们所指的芯片是以硅晶体为材料制造的用来存储信息、进行科学计算等用途的半导体器件，如各种计算机芯片。硅芯片是通过电路高低电平来表示逻辑1或逻辑0，不同的0，1组合可以代表自然界的一切信息，从而方便存储。生物电子芯片与硅芯片有很大的相似之处。20世纪70年代，人们发现脱氧核糖核酸（DNA, Deoxyribonucleic acid）处于不同的状态可以代表信息的存在或没有信息。这一发现引起科学家们的极大兴趣，科学家们立即投身到生物电子元件这一研究领域[1]。 80年代初，国际上提出了“生物芯片”这一概念，形象地把微电子集成电路技术与生物活性分子功能结合，提出构建具有生物活性的能够获取存储信息并进行处理和传输的微生物构件（微功能单元），以达到仿生信息处理的目的。在此基础上诞生了“分子电子学”。 90年代以来，在美国硅谷又兴起了研究和开发“生物芯片”的热潮[1][2]。这一“生物芯片”的概念是指运用大规模集成电路的光刻技术以及生物分子的自组装技术，在一微小芯片上组装成千上万个不同生物分子（DNA，蛋白质，多肽，细胞等）微阵列，实现生物分子信息的快速、并行、大规模检测[1][3]。 芯片分析的实质是在面积不大的基片表面上有序地点阵排列了一系列固定于一定位置的可寻址的识别分子。结合或反应在相同条件下进行。反应结果用同位素、化学荧光法、化学发光法或酶标法显示，然后用精密的扫描仪或CCD摄像技术记录。通过计算机软件分析，综合成可读的IC总信息[3][4][5]。 芯片分析实际上也是传感器分析的组合。芯片点阵中的每一个单元微点都是一个传感器的探头[6]。所以传感器技术的精髓往往都被应用于芯片的发展。阵列检测可以大大提高检测效率，减少工作量，增加可比性。所以芯片技术也是传感器技术的发展。

第11章生物芯片技术试题及答案

第11章试题： 一、选择题 1.下面哪种生物芯片不属于微阵列芯片( ) A. 基因芯片 B. 蛋白芯片 C. PCR反应芯片 D. 芯片实验室 2.生物芯片的主要特点是( ) A. 高通量 B. 微型化 C. 集成化 D. 并行化 3. 下面哪些方法属于基因芯片原位合成技术（） A. 原位光刻合成 B. 合成点样 C. 压电打印 D. 分子印章 二、名词解释 1. 基因芯片 2. 蛋白芯片 3. 微缩芯片实验室

三、简答题 1. 试述生物芯片的种类及主要功能。 2. 试述基因芯片的工作原理及制备。 3. 简述蛋白芯片的原理及应用。 4.举例说明基因芯片在临床诊断中的应用。 第11章答案： 一、选择题 1. C 2. A、B、C、D 3. A、C、D 二、名词解释 1. 基因芯片 将大量的基因片段有序地、高密度地排列在玻璃片或纤维膜等载体上，称之为基因芯片(gene chip)，又称DNA芯片(DNA chip)或DNA微阵列(DNA micro-array)。基因芯片技术是建立在基因探针和杂交测序技术上的一种高效、快速的核酸序列分析手段。它是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基因的分析。在一块1cm2大小的基因芯片上，根据需要可固定数以千计甚至万计的基因，以此形成一个密集的基因方阵，实现对千万个基因的同步检测。 2. 蛋白芯片 蛋白质芯片（protein chip），又称蛋白质微阵列(protein microarray)，是用于蛋

白质功能研究及相互作用分析的生物芯片，采用原位合成、机械点样或共价结合的等方法将多肽、蛋白、酶、抗原、抗体固定于硅片、玻璃片、塑料片、凝胶、尼龙膜等固相介质上形成的生物分子点阵。在待分析样品中的生物分子与蛋白质芯片的探针分子发生杂交或相互作用或其他分离方式分离后，利用激光共聚焦显微扫描仪对杂交信号进行高通量检测和分析。蛋白质芯片是将整个蛋白质水平的相关生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对多肽、蛋白质及其他生物成份进行高通量检测。