分子生物学课程论文
分子生物学课程论文(精)

PCR技术发展与应用的研究进展王亚纯 09120103摘要:聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR 是最常用的分子生物学技术之一,通过变性、退火和延伸的循环来完成核酸分子的大量扩增.定量PCR 技术是克服了原有的PCR 技术存在的不足,能准确敏感地测定模板浓度及检测基因变异等,快速PCR 技术快速PCR 在保证PCR 反应特异性、灵敏性和保真度的前提下,在更短时间内完成对核酸分子的扩增.mRNA 差异显示PCR 技术是在基因转录水平上研究差异表达和性状差异的有效方法之一.近年来已经开展了许多这三方面的研究工作,本文就定量PCR 技术、快速PCR 技术、mRNA 差异显示PCR 技术作一综述,以便更好地理解及应用这项技术。
关键字:定量PCR ;荧光PCR ;快速PCR ;DNA 聚合酶;mRNA 差异显示PCR0 前言聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR 技术由于PCR 简便易行、灵敏度高等优点,该技术被广泛应用于基础研究。
但是,由于传统的PCR 技术不能准确定量,且操作过程中易污染而使得假阳性率高等缺点,使其在临床上的应用受到限制[1]。
鉴于此,对PCR 产物进行准确定量便成为迫切的需要。
几经探索,先后出现了多种定量PCR (quantitative PCR ,Q-PCR 方法,其中结果较为可靠的是竞争性PCR 和荧光定量PCR(fluorescence quantitative PCR,FQ-PCR 。
随着生命科学和医学检测的不断发展,人们越来越希望在保证PCR 反应特异性、灵敏性、保真度的同时,能够尽量缩短反应的时间,即实现快速PCR(Rapid PCR or Fast PCR。
快速PCR 技术不仅可使样品在有限的时间内可以尽快得到扩增,而且可以显著增加可检测的样品数量,显然,在大批量样本检测和传染病快速诊断等方面将会有重要的应用前景。
《分子生物学检验技术》双语教学改革实践论文

《分子生物学检验技术》双语教学改革与实践分析摘要:目的:本文以检验专业《分子生物学检验技术》双语教学实践为基础,对开展双语教学进行实践和分析。
方法:针对不同教学内容采用相应双语教学模式,并通过问卷调查对教学效果进行评价。
结果:大多数学生认为此方法能够提高他们的学习兴趣及英语水平,但同时也增加了学习难度。
结论:推进双语教学是适应我国高等教育国际化趋势的需要,尽管困难重重,但随着教学改革的不断深入,双语教学必将得到改进和完善。
abstract: the aim of this article is to examine professional “analysis technique of molecular biology”bilingual teaching based on practice, bilingual teaching of practice and analysis. methods: according to different teaching contents by using the corresponding bilingual teaching mode, and a questionnaire survey of the teaching effect evaluation. results: most of the students think that this method can improve their learning interest and english level, but also increase the difficulty of learning. conclusion: the bilingual teaching is adapted to our country the internationalization of the higher education needs, in spite of all the difficulties, but with the deepening of teaching reform, bilingual teaching will be improved and perfected.关键词:双语教学;教学改革key words: bilingual teaching;teaching reform中图分类号:g42 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2012)34-0257-020 引言21世纪是生命科学的世纪,分子生物学技术为人类探索生命奥秘提供了强有力的工具,大量新理论、新技术不断涌现,推动分子生物学蓬勃发展。
畜牧学专业《现代分子生物学》课程

畜牧兽医科技信息2022年第11期《现代分子生物学》是从分子水平研究生命本质的一门生物学前沿学科。
它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息传递中的作用和功能为主要研究内容,是当前生命科学中发展最快并正成为与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。
通过本课程的学习有利于学生掌握遗传信息的传递和表达机制,了解这门学科发展过程中重大发现的实验设计过程以及对遗传物质进行操作的基本实验技术,有利于培养和训练学生探索生命的奥秘,对学生的科学研究性思维和探索生命及自然畜牧学专业《现代分子生物学》课程教学探讨胡序明,陈世豪★(扬州大学动物科学与技术学院,江苏扬州225009)DOI:10.3969/J.ISSN.1671-6027.2022.11.009摘要:现代分子生物学是一门前沿性强、发展迅速、对生命科学领域各分支科学具有广泛和深入影响的学科。
为了使学生能够发现和认识生命科学领域中的分子生物学现象,具备一定的剖析能力,本文结合畜牧学专业现代分子生物学的教学实践,从教师队伍结构、课程教学内容以及教学方法和考核方法三个方面进行了初步探讨。
关键词:分子生物学;畜牧学;教学模式;教学考核基金项目:扬州大学教改课题(YZUJX2020—C16)作者简介:胡序明(1986~),重庆奉节人,博士,助理研究员,从事分子生物学技术研究。
★通信作者能,以及观察问题、分析问题和解决问题的能力,从而能够较全面地提高学生的基本素质。
通过实验技能考核(表1),可帮助学生形成科学概念、理解和巩固理论知识,正确掌握实验的基本方法和基本技能。
4结语微生物在自然中分布广泛,种类繁多,需借助仪器才能观察到微生物的形态和大小。
有益微生物对医药、工业、农业、畜牧业和科学研究产生重大影响;而有害微生物对人类、动物和植物致病,甚至危及生命。
为了让学生对微生物有初步的认识,需进行实验教学改革,通过实验讲解、实验操作,使学生根据微生物的培养特征、形态、特殊结构、生化特性及免疫实验鉴定微生物,学会应用微生物快速鉴定和自动化分析方法区别多种微生物,培养学生在实践中综合运用所学的知识去解决一些实际生产问题。
分子生物学综述论文(基因敲除技术)

现代分子生物学课程论文题目基因敲除技术班别生物技术10-2学号 *********** 姓名陈嘉杰成绩基因敲除技术的研究进展要摘基因敲除是自80年代末以来发展起来的一种新型分子生物学技术,是通过一定的途径使机体特定的基因失活或缺失的技术。
此后经历了近20年的推广和应用,直到2007年10月8日,美国科学家马里奥•卡佩奇(Mario Capecchi)和奥利弗•史密西斯(Oliver Smithies)、英国科学家马丁•埃文斯(Martin Evans)因为在利用胚胎干细胞对小鼠基因金星定向修饰原理方面的系列发现分享了2007年诺贝尔生理学或医学奖。
基因敲除技术从此得到关注和肯定,并对医学生物学研究做出了重大贡献。
本文就基因敲除的研究进展作一个简单的综述。
关键词基因敲除、RNAi、生物模型、同源重组前言基因敲除又称基因打靶,该技术通过外源DNA与染色体DNA之间的同源重组,进行精确的定点修饰和基因改制,具有转移性强、染色体DNA可与目的片段共同稳定遗传等特点。
应用DNA同源重组技术将灭活的基因导入小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES cells)以取代目的基因,再筛选出已靶向灭活的细胞,微注射入小鼠囊胚。
该细胞参与胚胎发育形成嵌合型小鼠,再进一步传代培育可得到纯合基因敲除小鼠。
基因敲除小鼠模型的建立使许多与人类疾病相关的新基因的功能得到阐明,使现代生物学及医学研究领域取得了突破性进展。
上述起源于80年代末期的基因敲除技术为第一代技术,属完全性基因敲除,不具备时间和区域特异性。
关于第二代区域和组织特异性基因敲除技术的研究始于1993年。
Tsien等[1]于1996年在《Cell》首先报道了第一个脑区特异性的基因敲除动物,被誉为条件性基因敲除研究的里程碑。
该技术以Cre/LoxP系统为基础,Cre在哪种组织细胞中表达,基因敲除就发生在哪种组织细胞中。
2000年Shimizu等[2]于《Science》报道了以时间可调性和区域特异性为标志的第三代基因敲除技术,其同样以Cre/LoxP系统为基础,利用四环素等诱导Cre的表达。
“分子生物学”课程思政教学探索

“分子生物学”课程思政教学探索一、课程教学目标及内容在课程内容安排上,可以结合思政教育的要求,引入一些关于科学研究伦理、社会责任和科学家精神等方面的内容。
通过案例分析和讨论,引导学生思考科学研究的道德标准、社会影响和职业操守等问题,加强学生的社会责任感和使命感。
二、教学方法在分子生物学课程的教学过程中,应重视学生参与性和实践性的教学方法。
可以通过案例教学、小组讨论、实验教学等方式,引导学生主动参与课堂讨论和实验操作,培养其独立思考和解决问题的能力。
也可以组织学生对一些重大科学问题进行调研和论文撰写,培养其科学研究的能力和创新意识。
在引入思政教育的内容时,可以结合分子生物学的理论和实验,引导学生思考科学与伦理之间的关系,激发学生的爱国情怀和责任感。
在讲解基因工程技术时,可以引导学生思考其道德和社会影响,并引导他们讨论如何正确使用科学知识和技术,促进社会的和谐发展。
三、教学手段与资源在分子生物学课程的教学中,可以利用多种教学手段和资源,培养学生的多元思维和实践能力。
可以利用实验教学室和实验设备,进行生物大分子的纯化和鉴定实验;利用图书馆和互联网资源,引导学生进行科学文献检索和论文写作;还可以运用多媒体教学手段,向学生展示一些重大科学技术的发展和应用,激发学生的学习兴趣和创新意识。
在融入思政教育的内容时,可以利用一些经典的学术文献、科学传记和新闻媒体报道等资源,引导学生了解一些具有社会影响和价值观引导作用的事件和人物,激发学生的社会责任感和使命感。
四、教师角色在分子生物学课程的教学中,教师是非常重要的引领者和示范者。
教师应该具有扎实的专业知识和丰富的教学经验,能够引导学生学以致用,抓住重点,培养学生的实践能力和创新意识。
在引入思政教育的内容时,教师更应该具有良好的社会责任感和专业操守,能够引领学生正确对待科学技术和实验研究,树立正确科学观和价值观。
教师还应该具有一些科研伦理和科研实践的案例分析能力,能够引导学生深入探讨科学研究中的伦理和社会问题。
病原分子生物学-总论

疾病
成人T细胞白血病/淋巴瘤 莱姆病 艾滋病(AIDS) 出血性肠炎 溶血尿毒综合征 胃炎 胃出血 胃癌 幼儿急疹(婴儿玫瑰疹) 肠道外传播非甲非乙型肝炎 肠道外传播非甲非乙型肝炎 新类型霍乱 猫抓病 细菌性血管瘤 汉坦病毒肺综合征 非A-C肝炎 新型变异克鲁兹非德得-雅柯病 流感 脑炎
SARS 甲流 细菌感染
Robert Gallo, MD
Director, Institute of Human Virology and Division of Basic Science, University of Maryland Biotechnology Institute snallo@
Rodents(?)
C
u r
HIV-1
Chimpanzees
r
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HIV-2
Primates
t
I Hendra virus
s
Bats
s u
vCJD
Cattle
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| Australian bat lyssavirus Bats
1982 1983 1986 1994 1996 1996
A r
H5N1 influenza A virus
Examples of human pathogens emerging via species jump
你认为二十一世纪分子生物学将在哪些领域取得进展?

课程小论文:你认为二十一世纪分子生物学将在哪些领域取得进展?我认为二十一世纪分子生物学将在基因上取得重大突破。
具体如下:我猜想,与生命活动有关的重要基因与重要疾病有关的基因将被陆续发现,我认为在二十一世纪剩下的基因将会全部被揭开它们的面纱。
目前,医学上对癌症的仍然是治标不治本,它只能延缓病毒的发作,而不能彻底把病根治,新的癌基因与抑癌基因的发现与其生物学功能的释明将大大提高对生命本质的了解。
癌症的治疗将有全面的突破,艾滋病的防治得到控制。
近日,英国科学家在美国《科学》杂志上发表最新研究结果称,在人体20000个基因中,有20个生来就是发生了病变的,而这些变异的基因并不会给人体带来任何伤害。
来自厄瓜多尔的一群患有莱伦氏综合症的人群不会患上癌症和糖尿病,在英国《每日邮报》提到的蓝皮人等,都说明了基因的研究仍在继续。
人类社会发展至今,我们对基因的了解依旧是微乎其微,科学家已经预测人类有2万个基因,基因总是披着神秘的面纱,科学家对基因的了解仍然很少,经过多年的科学研究了解到,基因是编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的遗传信息的基本单位,是染色体或基因组的一段DNA序列,具有遗传效应的DNA 分子片段。
包括编码序列(外显子)、编码区前后对于基因表达具有调控功能的序列和单个编码序列间的间隔序列(内含子)。
基因是生命的密码,记录和传递着遗传信息。
生物体的生、长、病、老、死等一切生命现象都与基因有关。
它同时也决定着人体健康的内在因素,与人类的健康密切相关。
然而,我们只了解到2万个基因中的极少部分,还剩许多基因我们未发现其用途以及与人类什么性状有关。
有人说我们人类有“98%”的“无用”基因,为什么我们人类有“98%”左右的“无用基因”,他们是哪里来的?其实,就我的看法,这些所谓的“无用基因”并非真的无用,只是基因体系实在过于庞大,我们还没有真正揭开基因的全部面纱,我们对基因的了解仍然只是冰山一角,假使有人缺少这些“无用基因”中的某一基因,我想也许他就无法成长成一个健康的人,例如“猫叫综合症”是人第5号染色体短臂缺失引起的遗传病,患儿一般表现为生长发育迟缓,哭声类似猫叫,并有严重的智能障碍。
研究型教学模式在《生物化学与分子生物学》课程中的探索与实践

研究型教学模式在《生物化学与分子生物学》课程中的探索与实践作者:袁成福,李志红,彭帆,肖方祥来源:《教育教学论坛》 2016年第18期袁成福,李志红,彭帆,肖方祥(三峡大学医学院生物化学教研室,湖北宜昌443002)摘要:生物化学与分子生物学是医学科学中的重要基础课程;传统讲授式教学模式已越来越显示其弊端。
本文作者将研究型教学模式在生物化学与分子生物学理论及实验教学等环节中进行探索和实践,旨在培养医学大学生的科技创新能力。
关键词:研究型教学;生物化学与分子生物学;大学生科技创新中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)18-0146-02基金项目:三峡大学教学研究重点项目(J2015023)通讯作者:袁成福。
进入21世纪后,分子生物学的发展迅猛,新技术新手段层出不穷并已渗透到各个学科;分子生物学理论与技术已经成为人们认识生命本质和改造生物特性的有力武器。
然而,我们在指导大学生科技创新活动中发现:大多数学生(即使考试成绩很好的学生)很难能应用所学的分子生物学理论与技术设计出科学研究的实验方案;我们调查也发现:很多硕士研究生在利用分子生物学理论与技术设计科学研究实验方案时仍困难重重,这说明我们传统的“老师讲、学生听、再考试”按部就班的生物化学与分子生物学教学模式已经很难实现“培养高素质创新性人才”的目标。
那么,如何在教学中引导学生进行科技创新?随着近年来分子生物学的飞速发展,给生物化学与分子生物学教学带来一些问题,主要体现为:教学学时的不足与教学内容的扩增;学生理论知识的学习与科学研究实验环节的严重脱离,这是造成分子生物学知识在应用中“困难重重”的主要原因。
研究型教学也称主题研究,是在美国布鲁纳的“发现式学习模式”和瑞士皮杰的“认知发展学说”基础上构建的教学模式[1],是在老师指导下有目的地相对独立地对教学内容相关的实际问题进行探索研究,从而提高学生运用知识解决实际问题的能力,从而培养出具有独立思考研究能力的创新型及应用型人才。
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生物芯片研究进展摘要:生物芯片是便携式生物化学分析器的核心技术。
通过对微加工获得的微米结构作生物化学处理能使成千上万个与生命相关的信息集成在一块厘米见方的芯片上。
采用生物芯片可进行生命科学和医学中所涉及的各种生物化学反应,从而达到对基因、抗原和活体细胞等进行测试分析的目的。
生物芯片发展的最终目标是将从样品制备、化学反应到检测的整个生化分析过程集成化以获得所谓的微型全分析系统(micro total analytical system)或称缩微芯片实验室(laboratory on a chip)。
生物芯片技术的出现将会给生命科学、医学、化学、新药开发、生物武器战争、司法鉴定、食品和环境卫生监督等领域带来一场革命。
关键词:生物芯片,缩微芯片实验室,疾病诊断,基因表达正文:人们利用人类基因组计划中所发现的已知基因对其功能进行研究,把已知基因的序列与功能联系在一起的功能基因组学研究。
另外,与疾病相关的研究已从研究疾病的起因向探索发病机理方面转移,并从疾病诊断向疾病易感性研究转移。
由于所有上述这些研究都与DNA结构、病理和生理等因素密切相关,因此许多国家现已开始考虑在后基因组时期,研究人员是否能用有效的硬体技术来对如此庞大的DNA信息以及蛋白质信息加以利用。
为此,先后已有多种解决方案问世,如DNA的质谱分析法、荧光单分子分析法、阵列式毛细管电泳、杂交分析等。
但到目前为止,在对DNA和蛋白质进行分析的各种技术中,发展最快和应用前景最好看的技术当数以生物芯片技术为基础的亲和结合分析、毛细管电泳分析法和质谱分析法。
此外,在此基础上,通过与采用生物芯片技术和样品制备方法(芯片细胞分离技术和生化反应方法(如芯片免疫分析和芯片核酸扩增)相结合,许多研究机构和工业界都已开始构建所谓的缩微芯片实验室。
建立缩微芯片实验室的最终目的是将生命科学研究中的许多不连续的分析过程,如样品制备,化学反应和分离检测等,通过采用象集成电路制作过程中的半导体光刻加工那样的缩微技术,将其移植到芯片中并使其连续化和微型化。
用这些生物芯片所制作的具有不同用途的生化分析仪具有下述一些主要优点,即分析全过程自动化、生产成本低、防污染(芯片系一次性使用)、分析速度可获得成千上万倍的提高、同时,所需样品及化学药品的量可获得成百上千倍的减少、极高的多样品处理能力、仪器体积小、重量轻、便于携带。
一.生物芯片的微加工制备生物芯片的加工借用的是微电子工业和其他加工工业中比较成熟的一些微细加工工艺,在玻璃、塑料、硅片等基底材料上加工出用于生物样品分离、反应的微米尺寸的微结构,如过滤器、反应室、微泵、微阀门等微结构。
然后在微结构上施加必要的表面化学处理,再在微结构上进行所需的生物化学反应和分析。
生物芯片中目前发展最快的要算亲和结合芯片(包括DNA和蛋白质微阵列芯片)。
它的加工除了用到一些微加工工艺以外,还需要使用机器人技术。
现在有四种比较典型的亲和结合芯片加工方法。
一种是Affymetrix公司开发出的光学光刻法与光化学合成法相结合的光引导原位合成法。
第二种方法是Incyte pharmaceutical公司所采用的化学喷射法,它的原理是将事先合成好的寡核苷酸探针喷射到芯片上指定的位置来制作DNA芯片的。
第三种是斯坦福大学所使用的接触式点涂法。
该方法的实现是通过使用高速精密机械手所带的移液头与玻璃芯片表面接触而将探针定位点滴到芯片上的[11]。
第四种方法是通过使用四支分别装有A、T、G、C核苷的压电喷头在芯片上作原位DNA探针合成的。
二.生物芯片举例生物芯片是缩小了的生物化学分析器,通过芯片上微加工获得的微米结构和生物化学处理结合,便可将成千上万个与生命相关的信息集成在一块厘米见方的芯片上。
采用芯片可进行生命科学和医学中所涉及的各种生物化学反应,以达到对基因、抗原和活体细胞等进行测试分析的目的。
通过分析可得到大量具有生物学、医学意义的信息。
生物化学反应和分析过程通常包括三个步骤:1,样品制备;2,生物化学反应;3,检测和数据分析处理。
将其中一个步骤或几个步骤微型化集成到一块芯片上就能获得具有特殊功能的生物芯片,例如用于样品制备的细胞过滤器芯片和介电电泳芯片、用于基因突变检测和基因表达的DNA微阵列芯片和用于药物筛选的高通量微米反应池芯片等。
现在,世界各国的科学家们正致力于将生化分析的全过程通过不同芯片的使用最后达到全部功能的集成,以实现所谓的微型全分析系统或缩微芯片实验室。
使用缩微芯片实验室,人们可以在一个封闭的系统内以很短的时间完成从原始样品到获取所需分析结果的全套操作。
1.样品制备芯片针对DNA分析,其制备过程通常要经过细胞分离、破胞、脱蛋白等多方面的工作,最后得到纯度足够高的待检DNA。
目前在细胞分离方法上较突出的有过滤分离(根据生物颗粒的尺寸差异进行分离)和介电电泳分离(利用在芯片上所施加的高频非均匀电场使不同的细胞内诱导出偶电极,导致细胞受不同的介电力作用,而从样品中分离出来)等;芯片中的破胞方法有芯片升温破胞、变压脉冲破胞,以及化学破胞等。
在捕获DNA方面,Cepheid公司应用湿法蚀刻和反应离子蚀刻/等离子蚀刻等工艺在硅片上加工出含有5000个高200微米直径20微米的具有细柱式结构的DNA萃取芯片,专门用于DNA的萃取。
2.生物化学反应芯片由于目前所用检测仪器的灵敏度还不够高,因此从样品中提取的DNA在标记和应用前仍需用PCR这样的扩增复制技术复制几十万乃至上百万个相同的DNA片段。
目前,在芯片中进行核酸扩增反应获得成功的有宾夕法尼亚大学研究小组,美国劳伦斯-利物摩国家实验室和Perkin-Elmer公司。
宾夕法尼亚大学研究小组所做的扩增反应都是在硅-玻璃芯片中进行的,芯片的外部加热和冷却采用的是计算机控制的帕尔帖电-热器。
在对芯片表面进行惰性处理后,亦即在硅片表面生长一层2000埃的氧化硅之后,他们成功地在硅-玻璃芯片中完成了一系列不同的核酸扩增反应,例如RT-PCR、LCR、多重PCR和DOP-PCR。
由劳伦斯-利物摩国家实验室加工的硅芯片所采用的加热方式是芯片内置的薄膜多晶硅加热套,其升降温的速度很快。
Perkin-Elmer公司的PCR反应则是在塑料芯片上完成的。
伦敦帝国理工大学的研究者研制了一种样品可在不同温度的恒温区间内连续流动的PCR芯片。
上述所有工作都是用事先提纯了的DNA或RNA作为扩增反应的底物来完成的。
为了将样品制备和扩增反应集成为一体,宾夕法尼亚大学研究小组最近成功地在坝式微过滤芯片中直接对分离所得的人白细胞通过升温方式胞解后所释放的DNA进行了扩增,这是世界上首例将样品制备和扩增反应集成为一体的研究成果。
3.检测芯片3.1毛细管电泳芯片芯片毛细管电泳是1983年由杜邦公司的Pace开发出来的。
随后,瑞士的Ciba-Geigy公司和加拿大的Alberta大学合作利用玻璃芯片毛细管电泳完成了对寡核苷酸的分离。
首次用芯片毛阵列电泳检测DNA突变和对DNA进行测序的是由加利福尼亚大学伯格利分校Mathies领导的研究小组完成的。
通过在芯片上加上高压直流电,他们在近两分钟的时间内便完成了从118bp到1353bp的许多DNA 片段的快速分离。
此外,Mathies的小组与劳伦斯-利物摩国家实验室Nothrup 的研究小组合作,报道了首例将核酸扩增反应与芯片毛细管电泳集成为一体所作的多重PCR检测工作。
宾夕法尼亚大学Wilding的小组与Ramsey的小组一道用芯片毛细管电泳对芯片中扩增得到的用于杜鑫-贝克肌萎缩诊断的多条DNA片段进行分离也获得了成功。
其他用芯片毛细管电泳检测突变的外国公司和学术机构有Perkin-Elmer公司、Caliper technologies公司、Aclara biosciences公司和麻省理工等。
3.2DNA突变检测芯片dNA之所以能进行杂交是因为核苷A和T、G和C可同时以氢键结合互补成对。
许多经典的分子生物学方法如桑格DNA测序法和PCR等都是以此为基础的。
最近出现的几项技术,如用光刻掩膜技术作光引导原位DNA合成、电子杂交技术、高灵敏度激光扫描荧光检测技术等,使以杂交为基础的应用有了长足的改善。
通过杂交分析DNA的另一应用技术是重复测序。
那么,重复测序是怎么工作的呢?首先,人们将长度为8-20个核苷的探针合成并固定到指甲盖大小的硅芯片或玻璃芯片上。
当含有与探针序列互补的DNA被置于联有探针的芯片之后,固化探针就会通过与其序列互补的DNA片段杂交而结合。
通过使用带有计算机的荧光检测系统对“棋盘”每个格子上的荧光强弱及根据每个格子上已知探针的序列进行分析与组合就可得知样品DNA所含有的碱基序列。
最近美国的Science杂志对应用芯片杂交技术测序作了报道。
Chee等人在一块固化有135000个寡核苷酸探针(每个探针长度为25个核苷)的硅芯片上对长度为16.6kbp的整个人线粒体DNA作了序列重复测定。
每个探针之间的空间间隔为35微米。
测序精度为99%。
3.3用作基因表达分析的DNA芯片随着人类基因组计划的顺序进行,越来越多的能够表达的人基因序列以及引发疾病和能预测疾病的各种突变正在为人们逐渐认识。
为了能够同时对多个可能的遗传突变进行搜寻、加快功能基因组学研究的进程,人们现已把越来越多的注意力放到了能同时提供有关多个基因及其序列信息的所谓并行分子遗传学分析方法上。
功能基因组学所研究的是在特定组织中、发育的不同阶段或者是疾病的不同时期基因的表达情况。
因此它的要求是要能在同一时刻获得多个分子遗传学分析的结果。
譬如,许多疾病引发基因可能会有数以百计的与表征有关的特定突变,因而,要求能有同时筛检这些突变的有效方法。
另外,任何一个细胞中都会有上千个基因在表达。
而细胞间基因表达的差异往往能反应出这些细胞是发育正常还是在朝恶性肿瘤细胞方向发展。
采用芯片技术利用杂交对基因表达进行分析的好处是它能用很少的细胞物质便能提供有关多基因差异表达的信息,从而给疾病诊断和药物筛选提供前所未有的信息量。
4.缩微芯片实验室生物芯片发展的最终目标是将从样品制备、化学反应到检测的整个分析过程集成化以获得所谓的微型全分析系统或称缩微芯片实验室。
1998年6月,Nanogen 公司的程京博士和他的同事们首次报道了用芯片实验室所实现的从样品制备到反应结果显示的全部分析过程。
他们用这个装置从混有大肠杆菌的血液中成功地分离出了细菌,在高压脉冲破胞之后用蛋白酶K孵化脱蛋白,制得纯化的DNA,最后用另一块电子增强的DNA杂交芯片分析证实提取物是大肠杆菌的DNA。
这是向缩微实验室迈进的一个成功的突破。
目前,含有加热器、微泵微阀、微流量控制器、电子化学和电子发光探测器的芯片已经研制出来了,而且,也出现了将样品制备、化学反应和分析检测部分结合的芯片;竞争免疫测定和毛细管电泳分离。