蛋白芯片技术

蛋白芯片技术，也称蛋白质微阵列(protein microarray)，是一种高通量的蛋白分析技术。

蛋白芯片技术的基本原理是蛋白质－蛋白质相互作用，如抗原－抗体、受体－配体、酶与底物等之间的特异识别与结合。

蛋白芯片技术用来检测特异的蛋白质表达，同时还可以用来鉴定蛋白质间的相互作用、蛋白质修饰、DNA-蛋白质间的相互作用、小分子－蛋白质间的相互作用及抗体检测，其中最重要的应用仍然是蛋白差异表达分析、揭示蛋白质潜在的靶分子位点。

而在疾病诊断方面，蛋白质芯片通过检测多种肿瘤标记物，来为肿瘤诊断提供新的研究工具。此外，蛋白质芯片还可以应用于食品分析方面，例如利用免疫检测的蛋白质芯片技术，可用于检测食品中的黄曲霉毒素、雌激素。

蛋白芯片的基本过程可分为如下几步：

（一）芯片的制作

可采用在固相支持物上原位合成多肽的方法（如显微光蚀刻、分子印章等）制作多肽芯片；也可将大批预先合成或提纯的蛋白质、多肽以点样或喷墨打印的方式，有序地固化在固相介质的表面，制备蛋白微阵列。

芯片制备应用的固化探针蛋白，包括多抗、单抗、抗原、酶、酶底物蛋白、受体等。其中最常用的是抗体，可以通过采用噬菌体展示技术建立抗体文库等方法来制备。用于制备蛋白质芯片的固相载体包括膜性材料、玻片、金膜、凝胶和微孔板等。

膜性材料除了尼龙膜和硝酸纤维素膜外，还有聚苯二氟乙烯膜和聚苯乙烯膜等。蛋白质芯片制备的关键是将蛋白质探针固化于支持物上而不丧失生物活性。

一般情况下，抗体微阵列适用于大多数载体而抗原具有许多不同的表面结合性能，因此，为了解决抗原连接到载体表面的一致性问题，研究者把特异分子的相互作用引入到固体载体的蛋白质固化上来，以进行蛋白质芯片的生产。这些配对分子包括链霉抗生物素蛋白－生物素、组氨酸标记－镍螯合物等。

（二）样品的准备

可以使用荧光素、放射性核素或酶标法来对待分析的蛋白样品进行标记。其中常用的标记酶包括辣根过氧化物酶、碱性磷酸酶等。

标记的方法有直接法和交联法，其中直接法是用过碘酸钠使酶分子表面的多糖羟基氧化成酸基，而醛基可以和抗体（抗原）中的游离氨基反应形成Schiff碱，然后用硼酸化钠终止反应，从而实现了酶和抗原（抗体）的结合。交联法则是通过双功能交联剂将酶与抗原（抗体）连接在一起。荧光素标记最常用的标记物是Cy5与Cy3两种物质。

（三）生物化学反应

将标记的样品加到芯片上，与探针蛋白分子进行抗原－抗体、受体－配体等特异性反应之后，在一定条件下进行洗脱。

（四）检测分析