组织芯片的制备技术 制备组织芯片的两个关键步骤是制备受体蜡块和从供体石蜡块中精确采集微量样品。虽然至今仍然有很多研究机构采用纯粹手工方法进行操作,但是各种商业化机械制备仪的制作效率和精度更高。Beecherlnstruments公司的组织阵列排布仪是目前使用较多的制备仪。制备仪包括操作平台、特殊的打孔采样装置和一个定位系统。打孔采样装置对供体组织蜡块进行采样,也可对受体蜡块进行打孔。定位装 ...
确定生物芯片实验研究目标 目前生物芯片尤其是基因芯片已广泛用于医学研究之中,已有很多商业化生产的生物芯片产品销售,研究者直接可以选择成型的产品使用,不需要自己制备芯片,因此如何正确使用芯片解决研究中的生物学问题是研究者更关注的。 基因芯片设计是最重要的部分,它关系到最终结果能否达到预期目标。实验设计首先要明确以下几个方面的内容。 这里讲的基因芯片研究是指基于应用上的研究,不 ...
生物芯片实验信号检测及数据处理 芯片实验完成后,芯片就可以放人商品化的生物芯片扫描仪中进行扫描、识别、提取和分析(扫描仪的操作根据商家提供的具体操作执行)。扫描仪得到图像后,必须对数据进行提取,才能进行后续的数据分析。图像处理和数据分析是基因芯片研究的核心技术之一。对于SNP实验结果分析较简单,而对于基因表达谱研究、CGH分析及高通量甲基化研究,还必须对结果进行数据挖掘。本节以表达谱芯片为 ...
基因芯片实验操作流程图 芯片实验操作流程包括样本DNA或RNA制备、标记、杂交及洗涤等步骤基因芯片实验操作流程图 1.样本DNA或RNA制备 芯片实验中核酸的抽提没有特殊之处,参照常规的分子生物学实验手册就可以。但对于RNA样本,由于RNA的稳定性很差,在活体内的半衰期也很短,因此取材一定要新鲜,取材后迅速保存在液氮中,在整个处理过程中要非常小心,以免降解,影响实验成功率或结 ...
基因组水平的研究 1.寡核苷酸芯片用于基因变异和SNP的检测 在人类不同个体之间,有着多种不同的性状和基因型,而这种不同,往往与多种疾病有着密切的关系。单基因遗传病由于一个基因的突变就能致病,很多复杂疾病如糖尿病、高血压和肿瘤等都与多个基因的突变或疾病易感基因的SNP有关。但是,由于大多数疾病是由多个基因多位点同时决定的,因此分析起来就十分困难,以往的突变及多态性检测手段都不符合大规 ...
转录组的研究 基因表达调控的改变,通常主要的调控方式是转录水平的调控;利用基因芯片技术首先可以了解正常组织和疾病组织基因表达谱的变化,并与组织学和生化变化联系起来,因为基因表达的增加或降低可能是病理生理学的原因或结果,这一领域是基因芯片技术应用最广的一个领域。 Liau等利用cDNA芯片研究恶性胶质瘤与正常脑组织基因表达谱的差异,发现28条差异基因中19条为新基因,其中一条高表达的 ...
生物芯片在医学基础研究中的应用 生物芯片由于其高通量的特性,逐渐成为医学研究中必不可少的实验手段。利用生物芯片可以从基因组和蛋白质组两大方面对疾病发生的分子机制进行研究,从基因水平探索疾病发生与基因的关系,如DNA水平、RNA水平和表观遗传学水平。蛋白质是基因表达的产物,是生物功能的主要体现者,蛋白质的结构和功能直接影响着生命活动的变化,对基因表达的蛋白质水平进行定性、定量的研究,能够真实 ...
生物信息分析数据挖掘 DNA芯片技术能够在基因组水平分析基因表达,检测许多基因的转录水平及在不同条件下的基因转录变化,显示反映特征组织类型、发育阶段、环境条件应答、遗传改变的基因谱。基因芯片产生了海量的数据,仅仅进行差异表达分析还远远不够,如何管理分析这些数据、从中挖掘信息已经成为利用这一技术的新的难点。芯片数据大量出现,新的问题随之而来。如果将所有获得的数据集中起来,我们能否将未知功能的 ...
蛋白质组水平的研究 Holt等利用蛋白质芯片技术筛选能够相互结合的特异抗体―抗原成分,他们利用12种表达较强但尚未接触任何抗原的抗体片段筛选含有27 648种人胎脑蛋白的蛋白质芯片,从中找出了4组高度特异性的抗原―抗体复合物,其中有3种抗体结合的蛋白质功能不明,说明这种抗原―抗体的结合技术是一种具有较高特异性和敏感性的筛选方法,可以用于高通量筛选分离各种不同的抗体成分,或检测基因的表达和蛋 ...
生物芯片在药理研究中的应用 利用表达谱基因芯片技术进行疾病的药物基因组学研究,其主要用途是:①鉴别靶标组织中各种细胞的体内药物基因组和基因表达“指纹”;②观察各种药物作用下同一个体的基因变化;③发现与这些药物毒副作用相关的基因群;④发现药物抗性相关的基因;⑤发现体内受检药物一级和二级作用靶点。 药物与细胞(特别是敏感细胞)相互作用,将引起细胞外部形态及内部正常代谢过程的一系列变化, ...
甲基化芯片用于表观遗传学研究 表观遗传改变可以定义为基因的遗传性或获得性改变,但是这种改变和DNA序列改变无关。DNA甲基化是最为常见的表观遗传改变;启动子或第一外显子CpG岛中的甲基化改变将导致基因表达失活;组蛋白的化学修饰也可以作为表观遗传改变;组蛋白发生乙酰化改变的基因通常被开启。 CpG岛的异常甲基化是导致基因沉默和过度表达的最主要的改变,常规的方法不能在全基因组水平上对甲 ...
生物芯片在临床疾病诊断的应用 1.遗传性疾病的诊断 人体的遗传性状是由基因决定的。当基因有缺陷而影响其行使正常功能时,就会引起遗传病。有些疾病完全是基因变异直接决定的,如6 500多种单基因遗传病是基因变异的结果,这些基因称为致病基因;而有些基因并不直接致病,而是导致易于产生某种疾病的倾向性,即易感性(susceptibility),这些基因称为易感基因。这些遗传因素也不是单一的,而 ...
生物芯片在药靶及药物筛选的应用 选择合适的作用靶标是药物筛选乃至定向合成中的关键因素之一。人体是一个非常复杂的网络,各种疾病的发生、发展、转移等,必然牵涉到这个网络中的很多个环节。当前社会中严重威胁着人类健康几大疾病如糖尿病、高血压、恶性肿瘤、神经性疾病、老年性痴呆和一些代谢紊乱疾病,无一不是多因素作用的结果。表达谱基因芯片技术可以从疾病及药物两个角度对生物体的多个参量同时进行研究,以发掘 ...
人乳头瘤病毒分型芯片 基因分型对于疾病分子诊断具有重要意义,如病原微生物的不同亚型、不同的突变株会导致病人的发病程度、病人对药物的敏感程度等的差异,因此对于病原微生物的基因分型,可以帮助医生了解病人的病情,确定最佳的治疗方案;病人不同的基因型会导致疾病的易感性不同、对药物的代谢和吸收能力不同,因此通过基因分型检测有利于对疾病进行早期诊断、判断预后与个性化诊断和用药。由于基因分型涉及的基因及 ...
生物芯片在毒理研究中的应用 对药物进行毒性评价,是药物筛选过程中十分重要的一个环节。现在毒理学家多采用鼠为模型,通过动物实验来研究药物的潜在毒性。这些方法需要使用大剂量的药物,花上几年时间,花费巨大。基因芯片技术可将药物毒性与基因表达特征联系起来,通过基因表达分析便可确定药物毒性,使得药物毒性或不期望出现的效应在临床试验前得以确认。用基因芯片可以在一个实验中同时对成千上万个基因的表达情况进 ...
蛋白质组和蛋白质组学 随着人类基因组计划研究成果的公布,人们对基因的认识逐渐清晰,但基因数量的有限性和基因结构的相对稳定性,与生命现象的复杂性和多样性之间存在巨大反差。如何了解众多的基因与危害人类身心健康的疾病之间的关系,对生命科学研究者来说仍是一项长期而艰巨的任务。因此,作为生命活动的直接承担者――蛋白质,成为后基因组时代生命研究的焦点,蛋白质组研究也成为生命科学研究的一个新领域。 ...
基因多态性检测芯片 由于遗传多样性,特别是SNP的多态性,使得不同个体对不同药物的反应不完全相同。通过研究遗传多样性与个体药物敏感性和耐受的相关性,不仅可以解释引起这些差异的根本原因,还能够在一定程度上指导特异性药物的开发。 如瑞士Roche公司目前和基因芯片生产商Affymetrix公司合作,推出了AmpliChip CYP450基因芯片。这款芯片能够检测p450家族中的CYP2 ...
结核耐药性检测芯片 结核病是一种高发病,如今世界上有1/3的人曾感染结核分枝杆菌,每年有800万新患者出现,300万人死于结核病,同时结核分枝杆菌耐药菌株持续增加。 为了指导化疗药物的选择、观察社会中耐药结核分枝杆菌的流行,有必要进行耐药性的药敏试验。目前结核分枝杆菌的药敏试验仍采用传统的绝对浓度法、比例法等。但由于结核分枝杆菌生长缓慢,而耐药菌株的生长更为缓慢,使耐药性测定需要6 ...
蛋白质组学研究生物质谱技术 对分离的蛋白质进行鉴定是蛋白质组研究的重要内容,蛋白质微量测序、氨基酸组成分析等传统的蛋白质鉴定技术不能满足高通量和高效率的要求,生物质谱技术是蛋白质组学的另一支撑技术。 生物质谱技术在离子化方法上主要有两种软电离技术,即基质辅助激光解吸电离(matrix―assisted laser desorption/ionization,MALDl)和电喷雾电离( ...
蛋白质组学研究色谱分析技术 由液相色谱、气相色谱、超临界流体色谱和毛细管电泳等所组成的色谱技术是现代分离、分析的主要组成部分。近年来色谱分析技术也取得了新的进展,大量新的高选择性、高分辨率色谱技术在蛋白质组学研究中发挥着不可替代的作用。其中,毛细管电泳(capillary electrophoresis,CE)、多维液相色谱1iquid chromatography,LC)等因具有多种分离 ...