生物信息学技术

制作芯片和获得芯片的数据有许多不同的方法。这里我们介绍了在学术领域中两种芯片的构建和使用。除了详细说明了技术细节外，我们还对组成和方法的优缺点进行了评论，同时还介绍了杂交的方法。用我们所建立和使用芯片的方法来回答生物领域问题的事实证明了这种技术在大学的环境下是可行的。 一种获得基因功能信息的高通量的方法是cDNA芯片。在一块显微镜载玻片上包含了几百至几千个固定的DNA样本，以类似于Northern ...

药物靶点发现与药物作用机制研究是生物芯片技术在药物研发中应用最为广泛的一个领域。在药物靶点发现和药物作用机制研究中所使用的生物芯片主要是指DNA芯片。在DNA芯片的表面，以微阵列的方式固定有寡核苷酸或cDNA。使用DNA 芯片可以对研究者感兴趣的基因或生物体整个基因组的基因表达进行测定。在当代药物开发过程中发现和选择合适的药物靶点是药物开发的第一步，也是药物筛选及药物定向合成的关键因素之一。人体是 ...

生物芯片在药物分析中的应用主要是指采用毛细管电泳芯片/质谱系统对化合物库、血样和尿样中的药物进行分析鉴定。毛细管电泳芯片/贡谱系统是指将毛细管电泳芯片和质谱联用的一套装置。毛细管电泳芯片进行样品的分离，而与芯片联用的质谱则有选择性的对分离成分进行检测。美国康奈尔大学的Wachs等发明了一种微型化的离子喷雾装置。这种装置适合于与基于芯片的分离装置、多孔板或带有待测样品残渣的表面联用。这种装置有两种版 ...

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确定药物的潜在毒性。这些方法需要使用大剂量的药物，花上几年时间，花费巨大。 DNA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实验前得以确认。用DNA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行分析，为研究化学或药物分子对生 ...

在过去的十几年里，随着科学的进步以及在巨大的经济利益驱使下，药物筛选技术得到了飞速的发展。在80年代中期（高通量筛选形成之初），每天只能筛选30种化合物，到90年代中期，每天可筛选1，500种化合物，而如今每天可筛选超过 100，000个化合物。高速、低成本的高通量筛选已成为当今药物筛选的主流，并逐渐向超高通量方向发展。在过去的几年中，世界上著名的制药公司纷纷与以高通量药物筛选技术为核心的中小型生 ...

药物基因组学是在基因组学的基础上研究不个体对药物反应的差异以便针对不同的基因型“量身定做”药物，从而将药物的药效充分发挥而不良反应减少到最小。其优点为：①在进入临床试验前，药物基因组学可以通过化合物对基因多态性的影响挑选先导物，从而降低由于药效的不稳定导致的失败几率。②在Ⅰ期临床试验中，个体基因型可以预见基因多态性造成的药物代谢动力学差异。③由于药物作用靶蛋白的差异反映在基 ...

1 DNA方阵的构建 选择硅片、玻璃片、瓷片或聚丙烯膜、尼龙膜等支持物，并作相应处理，然后采用光导化学合成和照相平板印刷技术可在硅片等表面合成寡核苷酸探针，或者通过液相化学合成寡核苷酸链探针，或PCR技术扩增基因序列，再纯化、定量分析，由阵列复制器（arraying and replicating device ARD），或阵列机（arrayer）及电脑控制的机器人，准确、快速地将不同探针样品定 ...

用于病毒免疫标志物的平行检测与血清学分型 目前已发现数十种病毒可引起肝炎性损害，检测其相应的免疫标志物在人体中的存在及含量，对病因诊断与治疗意义重大。最新发展的蛋白质芯片技术原理类似于常规的酶联免疫反应原理，即将特异性抗原或抗体固定于载体，待测样本按比例稀释后与其上的抗原或抗体进行反应，在加上荧光标记的抗原或抗体，用计算机软件对荧光信号进行分析，即可获得准确的定性或定量结果。一张芯片上可分布上千甚 ...

所有的生物芯片技术都包含四个基本要点：芯片的制作、杂交或反应、测定或扫描、数据处理。生物芯片的技术核心是芯片的制备及反应信号的检测。1、芯片制备技术 目前制备芯片的方法基本上可分为两大类：一类是原位合成(in situ Synthesis)；一类是合成后交联(post-synthesis attachment)。原位合成是目前制造高密度寡核苷酸芯片最为成功的方法。在制备基因芯片时要考 ...

生物芯片目前是生物学中的一项关键技术。为了开发生物芯片，科学家和工程师借鉴了计算机产业中的小型化技术、集成化技术、并行处理技术，用来开发适用于进行晶片加工的实验室设备和流程。一般来讲，这些微型芯片上的阵列是由有规则排列的cDNA、寡核苷酸、或蛋白质等样本（sample）所组成的。宏阵列排列（macroarraying）也被称作制作栅格（gridding），就是把大型尼龙过滤器上的cDNA、寡核苷酸 ...

通常的生物化学反应过程包括三步，即样品的制备，生化反应、结果的检测和分析。可将这三步不同步骤集成为不同用途的生物芯片，所以据此可将生物芯片分为不同的类型。例如用于样品制备的生物芯片，生化反应生物芯片及各种检测用生物芯片等。现在，已经有不少的研究人员试图将整个生化检测分析过程缩微到芯片上，形成所谓的"芯片实验室"(Lab-on-chip)。"芯片实验室"通过微 ...

DNA芯片技术是利用核酸杂交原理检测未知分子。它是由核酸片段如一系列用特定荧光标记的寡核苷酸探针，以预先设计排列方式固定在载玻片或尼龙膜上组成生物集成膜片，与不同标记的游离靶分子（DNA 或RNA）杂交，或生物集成膜片上的不同靶分子与游离的探针杂交，然后应用荧光信号检测器及处理器根据杂交分子或未杂交分子所发出的不同波长的光检测杂交信号。如完全杂交则发出强的荧光信号或特殊波长信号，不完全杂交信号较弱 ...

一般基因芯片按其材质和功能，基本可分为以下几类 (一)元件型微阵列芯片 1、生物电子芯片　　2、凝胶元件微阵列芯片　　3、药物控释芯片 (二) 通道型微阵列芯片 1、毛细管电泳芯片　　2、 PCR扩增芯片　　3、集成DNA分析芯片　　4、毛细管电层析芯片 (三)生物传感芯片 1、光学纤维阵列芯片　　2、白光干涉谱传感芯片　　3、小鼠基因表达谱芯片(MGEC) ...

待分析基因在与芯片结合探针杂交之前必需进行分离、扩增及标记。根据样品来源、基因含量及检测方法和分析目的不同，采用的基因分离、扩增及标记方法各异。当然，常规的基因分离、扩增及标记技术完全可以采用，但操作繁琐且费时。高度集成的微型样品处理系统如细胞分离芯片及基因扩增芯片等是实现上述目的的有效手段和发展方向。为了获得基因的杂交信号必须对目的基因进行标记，目前采用的最普遍的荧光标记方法与传统方法如体外转录 ...

杂交信号的检测是DNA芯片技术中的重要组成部分。以往的研究中已形成许多种探测分子杂交的方法，如荧光显微镜、隐逝波传感器、光散射表面共振、电化传感器、化学发光、荧光各向异性等等，但并非每种方法都适用于DNA芯片。由于DNA芯片本身的结构及性质，需要确定杂交信号在芯片上的位置，尤其是大规模DNA芯片由于其面积小，密度大，点样量很少，所以杂交信号较弱，需要使用光电倍增管或冷却的电荷偶连照相机(charg ...

比较是科学研究中最常见的方法，通过将研究对象相互比较来寻找对象可能具备的特性。在生物信息学研究中，比对是最常用和最经典的研究手段。 最常见的比对是蛋白质序列之间或核酸序列之间的两两比对，通过比较两个序列之间的相似区域和保守性位点，寻找二者可能的分子进化关系。进一步的比对是将多个蛋白质或核酸同时进行比较，寻找这些有进化关系的序列之间共同的保守区域、位点和profile，从而探索导致它们产生共同功能的 ...

Cancer Immunome Database　　Ludwig Institute for Cancer Research OIT Office Lausanne Switzerland (Registration required to access the database)　　http://www2.licr.org/CancerImmunomeDB/ Peptide database o ...

不言而喻，数据库查询为生物学研究提供了一个重要工具，在实际工作中经常使用。然而，在分子生物学研究中，对于新测定的碱基序列或由此翻译得到的氨基酸序列，往往需要通过数据库搜索，找出具有一定相似性的同源序列，以推测该未知序列可能属于哪个基因家族，具有哪些生物学功能。对于氨基酸序列来说，有可能找到已知三维结构的同源蛋白质而推测其可能的空间结构。因此，数据库搜索与数据库查询一样，是生物信息学研究中的一个重要 ...

一个猪图谱数据库：　　http://www.projects.roslin.ac.uk/pigmap/pigmap.html 一个猪EST数据库：　　http://pigest.genome.iastate.edu/ ...

为了支持公共使用和散布基因表达数据，NCBI开始了基因表达汇编（GEO）计划。GEO是努力建立一个基因表达数据仓库和在线资源，用于从任何物种或人造的来源检索基因表达数据。来自microarray，高密度寡核苷酸array（HAD），杂交膜（filter）和SAGE的许多类型的基因表达数据都被接受，登记，和存档，作为一个公共数据集合。一系列预先计算的数据的定义和描述，以及用于交互检索和分析这些表达数 ...