生物芯片的研究与开发

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生物芯片技术的研究和应用

生物芯片技术的研究和应用

生物芯片技术的研究和应用生物芯片技术是一种将生物分子与微电子技术结合起来的新型技术,是生命科学和信息技术相互融合的产物。

它具有快速、高通量、低成本、高灵敏度等特点,已经在基因组学、细胞学、免疫学、药物筛选、食品安全等领域得到了广泛的应用。

一、生物芯片技术的发展历程生物芯片技术最早可以追溯到20世纪80年代,当时美国的基因工程学家Patrick L. Soon-Shiong在研究癌症的过程中发现,通过微量的芯片可以快速检测细胞表面的特异性标记物,从而有效地区分癌细胞和正常细胞。

随着生物芯片技术得到全球性的关注和发展,越来越多的生物芯片产品被开发出来。

从最初的基因芯片、蛋白芯片到功能性芯片、细胞芯片,再到基于普通人体组织样本的代谢组学芯片、微型DNA芯片等,生物芯片技术已经涵盖了生命科学的许多领域。

二、生物芯片技术的研究内容生物芯片技术的研究主要分为芯片制备、生物分子的检测及数据分析三个方面。

芯片制备主要涉及到微加工技术、生物技术、纳米技术等方面的知识;生物分子的检测主要通过DNA、蛋白质、细胞等生物分子的检测来实现;数据分析主要涉及到计算机科学、线性代数、统计学和信息处理等多个领域。

为了更准确地检测样本分析结果,提高芯片的灵敏度和准确度,生物芯片技术的研究人员不断地优化芯片制备技术,多学科交叉研究,发展更加完善的生物芯片技术。

三、生物芯片技术的应用领域生物芯片技术在现代科技的发展中起到了重要的推动作用,它已广泛应用于生命科学、医学、食品安全、农业、环境监测等领域。

1、生命科学领域基因芯片技术可以同时检测成千上万个基因在细胞中的表达情况,快速筛选适合特定条件下的药物和干预手段。

它被广泛应用于癌症、代谢疾病、心血管病等疾病的诊断、治疗和预防领域的研究。

2、医疗领域生物芯片技术可以对抗生物毒素进行快速检测,用于食品安全、药物副作用的检测等。

此外,生物芯片技术也可以检测人体中含量低的生物标志物。

比如用细胞芯片、蛋白质芯片等检测癌症、糖尿病、心脏疾病等疾病的治疗效果和疗效预后,提高了诊断和治疗水平。

生物芯片技术的研究与应用

生物芯片技术的研究与应用

生物芯片技术的研究与应用一、引言生物芯片技术是近年来兴起的一种高科技生物学研究工具,其在生物学、化学、医学等领域中的应用愈来愈受到重视。

生物芯片技术的出现,不仅对生物学领域的研究带来了革命性的变化,同时也具有着非常重要的临床应用前景。

本文将对生物芯片技术的研究和应用进行探讨。

二、生物芯片技术概述生物芯片技术是基于生物分子与表面物理化学交互作用的研究和应用,主要通过微米纳米级的表面处理和微流控技术,将生物分子在芯片表面上进行快速、高效的检测和分析。

生物芯片技术有多种类型,其中较为常见的包括基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片等。

1、基因芯片技术基因芯片技术是运用高通量和高灵敏度的检测技术对基因表达水平进行分析的一种方法。

利用基因芯片技术,人们可以全面分析各种基因的表达情况,包括众多潜在的新基因,从而为科学家提供了大量的信息和思路。

2、蛋白质芯片技术蛋白芯片是一种能够在一个芯片上同时检测多个蛋白质的技术。

有别于传统蛋白质检测方法需要单一蛋白质检测的缺点,蛋白质芯片可以在同一时间内检测到成千上万的蛋白质,可以大大提高蛋白质研究的效率和速度。

3、细胞芯片技术细胞芯片是一种可将细胞与芯片直接结合的技术,可以通过芯片上的微流控系统对单个细胞进行检测和观测。

这项技术可以对单个细胞的功能进行研究,提高对生物细胞行为的理解,促进人类疾病的预防和治疗。

三、生物芯片技术在医学研究应用生物芯片技术在医学方面的应用可谓广泛而深入,主要体现在以下几个方面:1、癌症的诊断和治疗癌症是当今世界公认的高发疾病之一,针对不同类型的癌细胞,使用细胞芯片技术对癌症的原因和发病机制进行了深入探讨。

利用老年人口中的DNA样本,可以把预测癌症的某些基因与备选标志关联起来,找到一些突出的特征从而发现肿瘤早期调查的可能性。

2、药物筛选和剂量调节生物芯片技术也可用于对药物的筛选和剂量调节。

此项技术允许研究者在一个芯片上同时测试多种药物或不同剂量的同一药物,进而寻找对于不同患者具有最好疗效的药物。

生物芯片技术研究及其应用

生物芯片技术研究及其应用

生物芯片技术研究及其应用随着科技的不断发展,生物芯片技术越来越受到人们的关注。

生物芯片技术是一种综合了计算机技术、生物学、化学、微电子技术等多种学科的交叉学科,具有广泛的应用前景。

本文将对生物芯片技术的研究与应用进行探讨。

一、生物芯片技术的研究1.1 生物芯片技术的基本概念生物芯片技术是一种利用微型芯片进行生物学研究的新兴技术。

它将大量的生物学信息压缩到微小的芯片中,并利用微电子技术进行控制和处理。

生物芯片技术可以应用于基因芯片、蛋白质芯片等多个领域。

1.2 生物芯片技术的发展历程生物芯片技术的发展历程可以追溯到20世纪90年代。

当时,基因芯片技术被首次应用于基因表达分析。

随着生物芯片技术的逐渐成熟,蛋白质芯片技术、细胞芯片技术、代谢芯片技术等也陆续出现。

1.3 生物芯片技术的主要研究方向当前,生物芯片技术的主要研究方向包括:基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、代谢芯片、诊断芯片等。

这些研究方向主要围绕着生物学和医学领域展开。

二、生物芯片技术的应用2.1 生物芯片技术在医学领域的应用生物芯片技术在医学领域的应用涵盖了治疗、诊断、疾病预测等多个方面。

例如,在癌症研究中,生物芯片技术可以用于癌症的早期诊断和治疗方案的制定。

此外,生物芯片技术还广泛应用于药物筛选、毒理学研究等领域。

2.2 生物芯片技术在农业领域的应用生物芯片技术在农业领域的应用主要涉及到种子的筛选、作物的繁殖等一系列农业生产过程。

通过利用生物芯片技术,可以有效地对作物的品种和质量进行评估和监测。

2.3 生物芯片技术在环境监测领域的应用生物芯片技术在环境监测领域的应用则主要体现在水质检测、土壤污染监测等方面。

通过利用生物芯片技术,可以对环境中的污染源进行快速检测和定位,从而实现快速、准确地监测环境变化。

三、生物芯片技术的挑战与未来3.1 生物芯片技术的挑战目前,生物芯片技术还面临着一系列的挑战,例如生物芯片的可重复性和稳定性、数据处理能力和信噪比等。

生物芯片技术研究及其应用

生物芯片技术研究及其应用

生物芯片技术研究及其应用生物芯片技术是一种将生物学和微电子学相结合的新兴交叉学科,通过将生物分子与电子芯片相结合来实现监测、诊断、治疗、研究等多种生物学应用的技术。

生物芯片技术的发展为生物医学、生物学研究等领域带来了巨大的进展和机会。

生物芯片技术的研究主要涉及三个方面:基础研究、技术开发和应用研究。

基础研究包括芯片设计和制造、生物材料的选择和处理、检测方法的开发和优化等内容。

技术开发包括新型芯片、新的检测方法、高通量的样本处理等技术的开发。

应用研究则是将生物芯片技术应用于医学、生物学等领域,通过检测疾病标志物、筛选药物靶点、研究生物网络等实现生物学应用。

生物芯片技术有着广泛的应用。

在医学领域,生物芯片可以用于早期的疾病诊断和筛查,通过检测血液、唾液、尿液等样本中的特定生物标志物,可以提早发现疾病并进行相应的治疗。

另外,生物芯片技术还可以用于个性化医疗,根据患者的遗传信息,提供个性化的诊断和治疗方案。

在生物学研究中,生物芯片可以用于基因表达分析、蛋白质互作网络研究等领域,为研究者提供高通量的数据和信息,加快科学研究的进程。

生物芯片技术的发展面临着一些挑战。

首先,生物芯片的制造和操作需要高精度的设备和技术,提高芯片的稳定性和可靠性是一个重要的研究方向。

其次,生物芯片的应用需要大量的样本和数据支持,这就需要大规模的生物样本库和丰富的生物数据库来支持研究和应用。

另外,生物芯片技术涉及到生物学和微电子学两个学科的交叉,需要多学科的合作和交流,加强跨学科的合作和培养具备综合能力的研究人员是发展的重要保障。

总的来说,生物芯片技术是一项具有巨大潜力的技术,可以在医学、生物学等领域实现快速、准确、高通量的分析和检测。

随着技术的不断发展和完善,生物芯片技术将在疾病的早期诊断、治疗方案的个性化设计、生物学研究等领域发挥越来越重要的作用,为人类健康和生物科学的进步作出重要贡献。

生物芯片技术的研究现状及应用前景

生物芯片技术的研究现状及应用前景

生物芯片技术的研究现状及应用前景生物芯片技术,顾名思义,是指能够检测、分析和处理生物分子(如蛋白质、DNA、RNA等)的芯片。

它利用微纳米加工技术,在芯片上集成了大量的生物分子探针,通过检测样品和探针之间的相互作用,实现对生物分子的高通量、高灵敏度和高选择性的分析。

随着生物芯片技术的不断发展和应用,其在生命科学、医学、环境保护等领域的应用前景越来越广阔。

下面就来看看生物芯片技术的研究现状及其应用前景。

一、生物芯片技术的研究现状目前,生物芯片技术的研究主要关注以下几个方面:(一)样品准备和芯片制备技术生物芯片的最主要特征在于样品准备和芯片制备技术的复杂性。

在生物芯片上,需要将生物分子探针固定在表面上,并经过化学修饰等手段保证其活性和稳定性。

而不同类型的生物分子探针和样品因其特点的不同,在样品处理和芯片制备过程中会面临不同的问题。

因此,目前生物芯片技术的研究主要集中在研究不同类型的探针和样品处理方法,并探索更有效和高通量的芯片制备技术。

(二)芯片检测技术与传统的检测技术相比,生物芯片技术具有高通量、高灵敏度和高选择性等优势。

同时,随着芯片制备技术的不断发展,越来越多的芯片可以针对不同的生物分子进行检测。

目前,芯片检测技术的研究主要集中在芯片的信号放大和信号检测等方面。

(三)芯片数据分析技术生物芯片技术的应用范围越来越广泛,而在大规模的生物芯片分析中,数据的处理和分析成为了关键环节。

因此,目前生物芯片技术的研究也逐渐转向芯片数据分析方面,探索更高效、更准确的芯片数据分析方法。

二、生物芯片技术的应用前景生物芯片技术的应用前景非常广泛,下面就来看看其在不同领域的应用前景:(一)生命科学领域生物芯片技术可以应用于基因检测、蛋白质检测、海洋微生物研究、植物病理学研究、癌症细胞筛选、药物筛选等多个领域。

例如,生物芯片可以应用于分析基因表达谱,进而找到不同组织和疾病的基因表达差异,从而提供了深入了解疾病机理和药物作用的重要途径。

生物芯片技术的研究及应用

生物芯片技术的研究及应用

生物芯片技术的研究及应用生物芯片技术是近年来发展起来的一种新型技术,它将微电子技术和生物技术相结合,具有高效、高灵敏度、高通量等优点。

生物芯片技术不仅可以应用于生物学、医学领域,还可以应用于环保、食品安全等领域。

本文将从生物芯片技术的原理、研究进展和应用等方面进行探讨。

一、生物芯片技术的原理生物芯片技术是利用微电子技术将DNA或蛋白质等分子固定在芯片表面,并通过特定方法进行检测分析。

生物芯片技术的核心是微阵列技术,它可以将成千上万的生物分子固定在一个非常小的芯片上。

在芯片上,不同的分子被分布在不同的位置,并通过特定的探针检测分析分子信息。

二、生物芯片技术的研究进展1. 生物芯片技术在基因分型中的应用生物芯片技术在基因分型中的应用,可以快速、准确地确定一个人的基因型,从而可以预测是否会患有某些疾病。

目前,已开发出了多款基因芯片,可以同时检测数万个基因位点,且精度高达99%以上。

2. 生物芯片技术在癌症诊断中的应用生物芯片技术在癌症诊断中的应用也取得了显著进展。

通过检测血液中癌细胞释放的DNA,可以进行早期癌症筛查和诊断。

目前,已开发出了多款癌症芯片,在多种癌症的诊断和治疗方面有很大的潜力。

3. 生物芯片技术在医学研究中的应用生物芯片技术在医学研究中也被广泛应用。

通过获取大量的基因表达数据和蛋白质表达数据,可以深入了解疾病的发病机制和治疗方法。

同时,还可以开发出新的药物和检测方法,为医学治疗提供有力支持。

三、生物芯片技术的应用1. 生物芯片技术在食品安全中的应用生物芯片技术在食品安全中的应用可以快速检测出食品中的有害物质,如重金属、农药残留等,保障了人们的身体健康和食品安全。

2. 生物芯片技术在环境监测中的应用生物芯片技术在环境监测中的应用,可以快速检测出环境污染物,如氨氮、磷酸盐等,有助于实现环境污染的快速监测和治理。

3. 生物芯片技术在医学检测中的应用生物芯片技术在医学检测中的应用,可以快速检测出患者的生物标志物,如肿瘤标志物、心脑血管标志物等。

生物芯片技术及其在新药研究与开发中的应用

生物芯片技术及其在新药研究与开发中的应用

生物芯片技术及其在新药研究与开发中的应用生物芯片技术是一种用于高通量生物学研究的新技术,它通过将生物学分子(如DNA、RNA、蛋白质和细胞等)固定在芯片上的特定位置,并使用微阵列方法进行快速检测和分析。

生物芯片技术已被广泛应用于新药研究和开发领域,并取得了显著的成果。

首先,生物芯片技术可以用于药物筛选和评估。

传统的药物筛选方法通常是耗时且费力的,而生物芯片技术可以实现对大规模药物库进行快速筛选。

研究人员可以将药物候选化合物加到生物芯片上,然后通过检测芯片上生物分子的变化来评估药物的效果。

这种方法可以大大加快药物发现过程,并提高筛选的准确性。

其次,生物芯片技术可以用于研究药物的作用机制。

在新药开发过程中,了解药物的作用机制非常重要,因为这可以帮助研究人员更好地优化药物设计。

生物芯片技术可以通过监测药物与特定细胞或分子的相互作用来研究药物的作用机制。

它可以提供有关药物如何调节基因表达、蛋白质相互作用以及细胞信号通路等信息。

此外,生物芯片技术还可以用于评估药物的毒性。

在新药研发过程中,评估药物的毒性是必不可少的一步。

传统的毒性评估方法通常需要大量的动物实验和时间,而生物芯片技术可以通过检测药物对细胞的影响来评估毒性。

研究人员可以使用生物芯片技术来检测药物对细胞的基因表达、蛋白质相互作用和细胞信号等方面的影响,从而更加准确地评估药物的安全性。

最后,生物芯片技术还可以用于个体化医疗。

每个人的基因组和生物分子组成都是独一无二的,个体化医疗可以根据个体的特点进行治疗。

生物芯片技术可以通过检测个体的基因表达、蛋白质组成和代谢物水平等信息来指导个体化治疗的选择和调整。

这种个体化医疗的方法可以提高治疗效果并减少不必要的副作用。

总的来说,生物芯片技术在新药研究和开发中有广泛的应用前景。

它可以用于药物筛选和评估,研究药物的作用机制,评估药物的毒性以及指导个体化医疗等方面。

这种技术的应用将加快新药研究和开发的过程,并使药物的设计更加高效和准确。

生物芯片技术及其在新药研究与开发中的应用

生物芯片技术及其在新药研究与开发中的应用

生物芯片技术及其在新药研究与开发中的应用近十几年来,生物芯片技术在生物医学领域的研究中发挥着越来越重要的作用。

通过将数以万计的基因表达和代谢信号定量地测量在一个小而紧凑的基式上,生物芯片技术使科学家能够同时处理大量的数据,从而大大提高研究的效率。

此外,这种技术还可以帮助研究人员更加快速地识别出分子活性,从而提高新药研发的效率。

生物芯片技术是一种组合了基因阵列和可检测阵列的芯片技术,它可以用来对大规模的基因表达进行快速定量分析。

该技术能够测量基因表达量,检测遗传学变异,鉴定基因功能,以及评估基因突变和其他基因变化的影响。

目前,已经有许多生物芯片技术的商业产品投入市场,如 Affymetrix, Illumina, Agilent, Roche, Danaher,它们可以用于研究多种多样的生物系统,比如真核生物和细菌。

在新药研发领域,生物芯片技术也发挥了重要作用。

例如,生物芯片可以用来定量测定一系列潜在化合物的基因表达结果,从而筛选相对活性的化合物,为潜在的生物活性物质的研究提供基础。

此外,生物芯片技术可以用来确定不同化合物的活性和毒性,以及其对靶基因的效应,从而帮助医药公司更好地找到有效的治疗药物。

生物芯片技术也可以应用于诊断研究和临床应用,它可以帮助分子诊断技术更准确地测定临床标本中的特定基因或代谢产物,从而更好地诊断疾病。

此外,研究人员还可以通过抗体芯片研究,从而确定抗原的认知模式,从而更深入地理解疾病的发病机制。

另外,生物芯片技术也可以用来分析和检测靶标蛋白及其相关位点的抑制活性,这可以更有效地识别潜在的新药靶标和将其开发成新药,从而加快新药研发的进程。

综上所述,生物芯片技术已经在生物医学研究中扮演了重要角色,特别是在新药研发领域。

它可以帮助研究人员更快捷地识别出分子活性,为新药的研发提供重要的指导,从而有效地提高新药的开发效率。

因此,基于生物芯片的学术研究和临床应用将继续在未来发挥重要作用,以提高新药研发的效率,提高治疗质量,改善患者的生活质量。

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生物芯片的研究与开发1.分子印章法DNA芯片原位合成技术:结合组合化学合成与软光刻微印刷技术的原理,采用成熟的寡核苷酸固相合成工艺,在预先制作的弹性印章上实现空间寻址的核酸原位合成:将不同的寡核苷酸(或多肽)合成试剂涂抹在凹凸不平的印章表面并将其压印到基片特定位点进而进行偶联固定。

开发出高密度基因芯片设计软件,并成功制备位点尺寸为30微米的高宽比(大于25)分子印章;建立了一套用于高密度基因芯片制备装置,并成功将软光刻原位合成应用到DNA芯片和肽核酸芯片的制备中。

合成偶联效率大于97%,25个碱基的寡核苷酸正确率大于70%。

制备出65536/cm2阵列的寡核酸芯片,杂交结果表明该芯片能够有效区分单碱基错配序列。

获得美国专利1项,中国专利2项,并有5项中国专利处于二审中。

在Laingmur,中国科学等杂志上发表论文16篇。

该技术已通过省科学技术厅鉴定。

如能建立分子印章法批量化生产的寡核苷酸微阵列芯片的原位合成试生产线,制备出高质量、标准化、低成本的寡核苷酸微阵列芯片来检测与分析基因表达谱、基因突变体、免疫反应、受体结合、蛋白质结合、药物分子等非核酸类的分子识别/结合领域,其应用将遍及生物、医学的各领域,如基因组研究、SNP检测、STR检测、肿瘤研究、药理学研究、药物靶标研究、药物毒性研究、病原体研究、医学诊断、病理学组织研究、微生物与发酵研究等.该芯片技术获得了中国发明专利和美国专利,并被Nature Biotechnology 推荐。

2.管盖基因芯片及其检测系统:管盖基因芯片是将基因探针固定在特制的管盖表面,与置杂交贮液池的图1 基于软光刻技术的高密度基因芯片制备装置。

自行研制的用于高密度基因芯片制备的实验装置(左图);表面亲水处理的PDMS分子印章的电镜照片和全貌图(右图)Eppendorf管一起构建的基因检测器件。

在一个全封闭的管,完成基因扩增,荧光标记,芯片杂交及检等一系列生物化学操作,实现多基因高通量并行检测。

用于管盖基因芯片的检测分析系统,它包括光学检测平台、图像采集系统、图像分析系统及结果报告系统。

光学检测平台利用尼康显微镜光学系统,通过电荷耦合器件(CCD)的进行图像采集。

管盖基因芯片杂交后,经过荧光信号被CCD捕获,经通用串行总线(USB)传递给计算机。

图像经过旋转、去噪声点、图像分色、图2.左图及中图为管盖芯片实物,右图为用荧光显微镜检测的针对多种呼吸道病毒检测的杂交结果。

杂交信号判定、有效性判定及结果输出。

我们运用该系统,对于呼吸道十种病毒进行同时检测。

实验结果表明,该系统能够准确检测病毒的杂交信号并给出检测结果。

基于管盖型基因芯片的呼吸道病毒检测芯片成功地检测了国家生物制品检定所提供的SARS标准品,并在华大基因中心检测了30多个SARS样本,取得了满意的结果。

该成果已通过了省科技厅组织的科研成果鉴定。

图3 管盖芯片检测仪3.病毒及微生物收集器及一体化检测仪:病毒及微生物收集器是能够对空气中的微量化学物质和病原体(包括病毒)进行高效、快速富集和浓缩的新装置。

利用病毒颗粒在粘性表面的黏附作用和容易洗脱的特点,基于鼻腔结构和鼻黏膜机理的气体吸附腔,通过抽气泵,将空气中的病毒颗粒吸入吸附腔,粘附在黏膜表面,然后用蠕动泵将洗脱液注入腔,通过超声震荡器,将黏膜和病毒等一起洗脱,储于2ml的标准冻存管中。

收集管中的洗脱液可收集并集中检测。

洗脱液中加入了病毒灭活剂,保证仪器的安全使用。

该装置的采气速率为3升/分。

采气时间为1、10或30分钟。

病毒收集在小于0.5 ml的溶液中。

通过分散在空气中的灭活甲肝病毒和标记蛋白粉末试验,病毒颗粒的收集效率在90%以上。

经检索,在国际上尚没有有效收集和检测病毒的装置。

基于该成果的国发明专利已批准,并已申报美国专利。

目前,该仪器把收集和毛细管检测相集成,开发出可以对各种场所里空气中微小物质进行收集、浓缩并可进行有针对性的实时检测。

该系统已获2004年国家重点新产品编号2004ED105009。

病毒和微生物收集检测器,可用于空气传播的病原学研究、空气消毒剂效果研究、疫点空气消毒效果评价、流行期疫点空气监测和环境中微生物污染的监测,对控制疾病的流行具有重要意义. 适用于大专院校、研究机构、医院、疾病预防和控制中心及环境监测单位,以及人口密集的地方空气中病原体以及其它生物物质的检测,防止生物恐怖等领域,具有较大的应用市场。

4. 基于抗体微阵列的细胞免疫芯片及其一体化检测仪:该技术通过把细胞表面抗体制备成微阵列芯片,利用细胞表面所含有的抗原和对应的抗体之间的特异性反应,捕获相关的细胞,检测细胞表面的抗原组合35。

该芯片可以高通量检测组织、体液中特定细胞的表面抗原谱的特点。

我们研制的细胞免疫芯片一体化检测仪,由恒温孵育部分、清洗部分和检测部分组成,可以将样本与芯片的孵育、清洗、检测、结果输出等自动完成,提高检测结果的准确率。

该检测仪可以用于进行疾病的诊断、预后效果判断、环境质量的监测等方面。

研制了白血病的免疫分型芯片,有助于临床分型、判断预后、指导治疗。

目前免疫分型是白血病临床治疗及基础医学研究的一个重要手段。

白血病的免疫分型现在仍以流式细胞术(FCM)方法为主,目前一次最多能检测到6种抗原。

我们研制的细胞免疫芯片检测技术,一次可以检测数十种细胞表面抗原,而且无需标记。

图6 细胞芯片检测仪5. 基于凝胶基因芯片的SNP检测平台:将丙稀酰胺修饰的核酸与丙稀酰胺单体、过硫酸胺等混合后点样于丙稀酰胺修饰的玻片上,然后置于真空,在引发剂汽化的氛围下促其发生聚合反应形成凝胶并固定于玻片上。

通过该方法,不仅可以固定合成的、修饰有丙稀酰胺的寡核苷酸及其类似物,还可以固定修饰了丙稀酰胺的PCR产物。

这种在凝胶三维的固定量比平面的固定量成指数级的提高。

杂交后,用电泳替代传统的清洗方法,可以更好地提高信噪比和有效地区分完全匹配的序列和错配的序列。

以上方法我们用于疾病相关的功能SNP的检测上,由于凝胶的固定量大,可通过多重PCR 一次固定多个位点的PCR产物。

每一位点用一对分别标记Cy3和Cy5的寡核苷酸探针与芯片杂交,用电泳方法区分单碱基错配,通过扫描结果呈现的、黄、绿三种颜色很容易将每一位点的SNP分型,使得SNP的检测更加真实可靠、简便、低廉。

随着人类基因组计划测序任务的完成,SNP的研究成为后基因组计划中重要的组成部分,特别是与人类的生命代、疾病相关的SNP,国外众多的研究所、医学院,乃至大的制药企业都投入大量的财力、人力从事该领域的研究。

我们的SNP检测平台由于可靠、简便、低廉的优势,在众多的SNP检测方法中更具竞争力。

目前已经为省人民医院、医院、大学医学院等多家单位提供服务,均得到满意的结果。

6.硅烷化寡核酸探针:DNA的固定在传感器、DNA固相扩增(PCR)、核酸键合、基因芯片及蛋白质芯片等生命科学和医学诊断领域中被广泛使用。

因此,合成短片段寡核酸的修饰具有广泛的市场。

目前核酸的修饰主要采用进口的亚磷酸酰胺试剂,按照普通DNA合成的方法固相合成。

该试剂我国目前尚不能生产,需要进口,且价格昂贵;由于亚磷酸酰胺试剂的反应活性高,很容易与水等亲核试剂发生反应而失活,在储存、运输和使用上十分不便,试剂浪费严重。

硅烷化寡核酸探针是通过硅烷化试剂合成的修饰寡核酸,其价格低廉。

硅烷化试剂是一种种类繁多、相对活泼的化学试剂。

例如氨基硅烷、巯基硅烷、丙烯酰胺基硅烷等等,其国产价格大多在50元/500毫升左右。

硅烷化寡核酸探针具有传统修饰寡核酸的性质:产品为无色粉末,极易溶于水;在-20℃下能稳定一年;产品在碳酸盐等缓冲溶液等中溶解点样于醛基等修饰的玻璃载片上能得到有效的固定;固定的核酸与能够有效的与互补序列杂交。

该技术已获2005年国家新产品编号2005ED105019,核酸探针已广泛DNA芯片制备,固相PCR以及各种检测核酸,蛋白质分子的及传感器的制备。

随着基因芯片技术的不断成熟及其应用领域的不断拓广,核酸探针的市场需求量将进一步增加。

市场将涉及对疾病,病原体以及其它生物物质的诊断与检测及分子生物学相关的大专院校、研究机构、医院、疾病预防和控制中心及环境监测等单位,具有较大的市场。

7.基因甲基化定量检测技术:本成果采用Q-MSP结合MSP及实定量P CR技术,同时具有MSP的特异性和灵敏性以及实时PCR的快速和抗污染等特性,可对微量DNA的甲基化进行精确定量分析。

我们利用该技术对30例骨肉瘤组织及相应的正常组织的5个基因进行定量甲基化分析。

结果说明,异常甲基化水平与肿瘤的病理分期密切相关,它可以作为一个有用的分子标记来协助判断肿瘤的发生程度及预后效果。

本研究的结果撰写的文章已被美国癌症协会主办的权威杂志《CANCER》接收。

8.PCR共聚焦生物芯片扫描仪:本成果是将基因实时定量扩增技术与基因芯片技术进行有机融合,将探针固定在芯片上,通过基因扩增的同时水解探针原理来实时监测,实现基于基因芯片的基因定量检测。

该仪器设计了高精度的温度循环控制系统和基因芯片的荧光多次扫描技术为一体,通过软件的控制,实现对基因芯片的在片扩增过程进行实时图7 PCR共聚焦生物芯片扫描仪的监测,计算出荧光的增减变化的标准曲线。

通过待测基因与标准参照体系的对比,从标准曲线上查找实测样品对应的检测探针的荧光强度变化过程确定待测样品的相对基因含量。

该成果的多基因同时定量检测能够在医学、食品及生物安全等方面具有广泛的应用前景。

9.中药材(石斛)鉴定特异性gDNA探针的筛选与应用本成果以名贵中药材石斛为实验材料,探索了在全基因组筛选种特异性探针,并建立了多种特异性探针进行中药鉴定的gDNA芯片新方法,对石斛样本进行了准确鉴定。

本研究成果是将抑制性差减杂交与基于尼龙膜微阵列杂交相结合筛选种特异探针。

即先用抑制性差减杂交获得两个品种之间的gDNA差异片段,然后用这些gDNA差异片段与由所有研究品种的gDNA制备成的微阵列杂交筛选到某一个品种的特异性gDNA片段。

研究证明了建立的种特异性gDNA探针的筛选方法是可行和高效的。

该研究成果发表在《核酸研究》和《生物化学和生物物理学方法杂志》上。

用从5种石斛中筛选到的14个种质特异性探针点样制备成微阵列成功地对5种常见的石斛品种其中包括《中国药典》收录的3种石斛进行了鉴定。

建立了DNA微阵列鉴别不同的商品石斛样本、混合材料中的靶样本及真伪,对中药鉴定具有重要应用价值。

10.用于DNA结合蛋白表达量检测的双链DNA芯片用来检测NF-kB对于不同突变序列的结合亲和能力的专用生物芯片,是根据基因组中不同基因启动子区的NF-kB p50 DNA结合序列,设计和制备了包含由31种单突变的ds-DNA探针。

该芯片构建了包含有30种 NF-kB 结合序列的ds-DNA 芯片,成功地对蛋白和DNA的结合特性进行了检测,在药物筛选等方面具有较好的应用前景。

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