液相芯片检测技术
液相芯片技术
液相芯片技术液相芯片技术是一种基于微流控技术的分析方法，通过将样品在微通道中与试剂发生反应，然后利用芯片内的检测模块进行检测和分析。
液相芯片技术具有高效、快速、灵敏度高、成本低、易于集成等优点，广泛应用于生物医学领域的分析和诊断。
液相芯片技术的原理是将样品和试剂以微体积的液滴形式在微通道中混合，从而提高反应效率和速度。
液滴的大小通常在纳升至皮升级别，与传统的微量反应相比，具有更高的表面积比和较短的扩散距离，从而实现更快的反应速度和更高的灵敏度。
另外，液相芯片技术还可以实现多种反应的并行操作，提高分析的多样性和效率。
液相芯片技术广泛应用于生物医学领域的分析和诊断。
例如，可以用于分析生物样品中的蛋白质、细胞和DNA等分子，进一步研究其结构和功能。
液相芯片技术还可以用于分析药物代谢、体内环境监测、食品安全检测等领域。
此外，液相芯片技术还可以用于临床诊断，例如尿液中的蛋白质标志物检测、癌症早期诊断等。
液相芯片技术具有许多优点。
首先，由于反应体积小，反应速度快，因此可以实现实时监测和快速分析。
其次，液滴的尺寸小，导致了试剂的浪费低，成本相对较低。
此外，液相芯片技术还具有易于操作、自动化程度高、操作误差小等特点，可以实现高通量和高灵敏度的分析。
液相芯片技术的发展还面临一些挑战。
首先，液相芯片的制备需要高精度的微加工工艺，成本较高。
其次，微通道的尺寸小，容易受到颗粒杂质和蛋白质附着的影响，导致通道堵塞和反应失效。
此外，液相芯片的复杂性和可扩展性有待进一步研究和改善。
总之，液相芯片技术是一种高效、快速、灵敏度高、成本低、易于集成的分析方法，广泛应用于生物医学领域的分析和诊断。
随着技术的发展和改进，相信液相芯片技术将在生物医学领域中发挥更大的作用，为科学研究和医学诊断提供更多的可能性。
液相芯片技术在国内的发展现状
液相芯片技术在国内的发展现状从20世纪90年代开始生物芯片已在全球进行应用，其最初用于基因序列分析、基因表达谱和基因突变体的检测等，主要用于基因分析，故又称为基因芯片或DNA芯片。
而随着其被广泛应用于免疫反应、受体结合等领域，出现了蛋白芯片、细胞芯片和组织芯片等[1-2]各种生物芯片。
液相芯片是在20世纪90代中期发展起来的，又被称为xMAP技术，集流式细胞技术、激光、数字信号处理系统和传统化学技术为一体的，具有新型通量大、灵活性好，灵敏度高、动力学范围广等优点[3-4]。
1原理1.1 Luminex液相芯片的技术原理Luminex液相芯片技术是基于多种标记有不同荧光染料的聚苯乙烯微球，微球直径一般为 5.6 um，微球主要有4种：MicroPlex微球，SeroMap微球、xTAG微球和MagPlex微球。
（4种微球原理基本相同，而SeroMap微球是专门为血清学设计的，它可以减少血清中不同抗体与微球的非特异性结合。
在临床诊断中主要应用Luminex液相芯片技术用于检测肿瘤指标、细胞因子及其它一些蛋白质物质，因此主要是应用SeroMap微球进行检测。
）在液相系统中，为了区分不同的探针，每一种固定有探针的微球都有一個独特的色彩编号，或称荧光编码。
不同的颜色微球在激光作用下发出的荧光均不相同，利用这些微球可以分别标记上不同的探针分子。
检测时先后加样品和报告分子与标记微球反应，样品中的目的分子（待检测的抗原或抗体）能够与探针和报告分子特异性结合，使交联探针的微球携带上报告分子藻红蛋白，随后仪器对微球进行检测和结果分析。
Luminex检测系统采用微流技术使微球快速单列通过检测通道，并使用红色和绿色两种激光分别对单个微球上的分类荧光和报告分子上的报告荧光进行检测。
红色激光可将微球分类，从而鉴定各个不同的反应类型（即定性）；绿色激光可确定微球上结合的报告分子的数量，从而确定微球结合的目的分子的数量（定量）。
液相芯片检测
液相芯片检测液相芯片检测（liquid-phase chip detection）是一种高通量生物分析技术，通过利用芯片上微米级的通道系统和表面功能化的分析区域，能够在极短的时间内完成多个生物分子的检测和分析。
液相芯片检测技术在生物医学研究、药物筛选、食品安全监测等领域具有广泛的应用前景。
液相芯片检测技术的核心是芯片上微通道系统的设计和制备。
微通道系统不仅具有高通量的特点，还能够实现物质的精确控制和分离，从而提高检测的准确性和灵敏度。
此外，芯片的表面还可以进行功能化修饰，使其能够特异地与目标分子发生相互作用，实现对目标分子的选择性检测。
液相芯片检测技术主要包括样品处理、样品注入、分析区域的选择性识别和信号检测四个基本步骤。
首先，样品需要经过一系列的前处理步骤，如提取、浓缩、纯化等，以消除样品中的干扰物质，并保持目标分子的完整性和活性。
然后，样品被注入到芯片的微通道系统中，通过外部控制使样品在通道中流动。
在流动过程中，如果芯片的表面经过功能化修饰，则目标分子能够与修饰后的表面发生特异的相互作用，从而被选择性地捕获或固定在芯片的分析区域上。
最后，通过适当的信号检测手段，如荧光检测、质谱检测等，可以获得与目标分子浓度相关的信号，实现对目标分子的高灵敏度检测和定量分析。
液相芯片检测技术具有多种优点。
首先，液相芯片可以实现高通量的检测，大大提高了检测效率和样品处理能力。
其次，芯片上的微通道系统可以提供精确的流动控制和分离能力，使得样品处理更为简便和高效。
此外，液相芯片还可以实现多种检测手段的集成，实现多参数联合分析，提高了检测的精确性和可靠性。
最后，液相芯片检测技术无需大量的标记物和试剂，减少了实验成本和对环境的污染，具有绿色环保的特点。
液相芯片检测技术在生物医学研究领域有着广泛的应用。
例如，可以用于基因组学的DNA测序和基因表达的定量分析；可以用于蛋白质组学的蛋白质鉴定和酶活性测定；可以用于细胞分析和细胞外囊泡的分离与检测等。
液相芯片技术
液相芯片应用
国内厂家
➢ 嘉兴凯实：全自动流式荧光发光免疫分析仪（2019） ➢ 天津生物芯片:科研技术服务，病原微生物检测 ➢ 唯公生物：专门从事流式细胞仪，其液相芯片仪的编码微球转产 ➢ 指真生物：有望在未来实现多色荧光编码磁珠完全自产 ➢ 上海一滴准：与Zeus合作产品
不足与展望
➢ 抗体对的匹配、交联条件的最优化、多种反应混合交叉反应的避免及反 应条件的优化、原料制约等
数码磁珠
共价交联
免疫反应或杂交
激光分析
数码液相芯片原理
数码磁珠
共价交联
免疫反应或杂交
激光分析
液相芯片应用
优势：
➢ 高通量：对一份标本的多种不同目的分子进行定性定量分析 ➢ 灵活性好：核酸或蛋白质分析 ➢ 液相环境：液相环境更利于保持蛋白质的天然构象，更利于探针和被检测物的反应 ➢ 检测速度快：液相环境反应时间更短 ➢ 特异性强：2束激光分别分析杂交信号和微球荧光颜色 ➢ 基础技术成熟：微球共价结合蛋白和核酸的技术
浅谈液相芯片技术
目录
一、液相芯片概况 二、液相芯片原理 三、液相芯片应用 四、液相芯片展望
液相芯片概况
蛋白质检测方法发展历程
分析技术 放射免疫分析 酶联免疫 化学发光 时间分辨荧光免疫分析 电化学发光免疫分析 液相芯片
时间 1960年 1971年 1970s 1979年 1990年 1997年
灵敏度
紫 色 荧 光 染 色 浓 度 逐 渐 增 大
荧光编码微球
➢ 微球表面标有荧光物质 ➢ 微球体内结构含有荧光物质
受到外界能量刺激能激发出荧光
液相芯片原理
编码微球
共价交联
免疫反应或杂交
激光分析
液相芯片原理
luminex液相芯片技术原理
luminex液相芯片技术原理
Luminex液相芯片技术是一种用于做多色原理，蛋白质分析及重组药品检测等的分析化学技术。
又称离心多色芯片技术，是液相平台技术的一种。
Luminex技术是基于荧光原理、紫外-可见放射非特定性抗体双重标记法，广泛应用于免疫、蛋白分析、重组药品质量检测、细胞相互关系等研究。
Luminex技术主要分为离心多色芯片及液相平台信号集成等两个方面。
离心多色芯片是指用于检测单个表面染色体上标记细胞做多色研究的技术。
其中，放射性荧光来源可以检测标记细胞的分布，并可以使用多个不同的放射性源来查看多个表型。
液相平台则是用一定体积的液体接收单个孢子上的多种抗原或特异性抗体的刺激。
液相平台的信号集成则是把上述信号聚合在一起，追踪每个抗原或者特异性抗体的响应传导和激素变化中心进行分析，从而确定他们之间的相互作用。
Luminex技术主要优势是可以从极低的细胞表型水平上检测，从而更加深入地探索细胞内特定原材料和活性物质之间的介绍作用以及它们在分子细胞程序中所扮演的角色。
Luminex技术在许多研究领域中表现出较好，比如利用它可以高度灵敏、特异性的分离定性的抗原和抗体信息；可以用于分析新的免疫和其他生物反应物质，甚至可以用于快速、高效的疾病屣病毒特异性诊断，以及对付生物武器等。
通过Luminex技术，可以同时进行大量低成本的分析，而且可以使培养细胞从一次性制剂转化为可循环利用的重复使用细胞，极大的提高了分析的效率。
因此Luminex技术可以为细胞分析及更精确的活性物质结构解析提供一个有效的替代解决方案。
奶牛液相芯片
奶牛液相芯片
奶牛液相芯片（Dairy Cow Liquid Chromatography Chip）是一种用于检测奶牛体内生物标志物的芯片技术。
液相芯片技术是一种高通量的分离和检测方法，可同时检测多种生物标志物，有助于分析和评估奶牛的生理状况、营养状况和健康状况。
液相芯片技术的基本原理是将样品（如血液、牛奶等）经过分离和浓缩，然后将浓缩后的样品与芯片上的探针结合。
通过检测探针与样品中的目标分子结合情况，可以了解奶牛的生理状况。
奶牛液相芯片的应用场景包括但不限于：
1.早期疾病诊断：通过检测奶牛体内生物标志物，可以及时发现疾病迹象，为兽医干预提供依据。
2.营养评估：监测奶牛体内的营养指标，如氨基酸、脂肪酸和维生素等，以评估饲料摄入情况和奶牛的营养状况。
3.繁殖管理：检测奶牛繁殖激素水平，辅助繁殖管理决策，提高繁殖效率。
4.生产性能监测：监测奶牛生产性能相关指标，如∗∗成分、肌肉生长等，为养殖场提供优化生产方案。
液相芯片检测技术
液相芯片检测技术如下：
1.高通量：液相芯片检测技术可以对同一样本中的多种不同目的
分子同时进行实时、定性、定量分析。
理论上，如果不存在交叉反应，检测的通量等于微球的种类数，目前最多可达到100种。
2.样本用量少：由于在同一个反应孔中可以同时完成100种不同
的生物学反应，所以大大节省了样本用量，少至1μl的样本即可检测，非常适合分析小体积稀有样品。
3.操作简单、快速：液相芯片检测技术基于液相反应动力学，因
此反应速度快，孵育时间比传统的固相检测短。
4.灵敏度高：微球表面积大，每个微球上可包被100 000个捕获
抗体，如此高密度的捕获抗体保证了能够最大程度地与样本中的抗原分子结合，提高检测灵敏度。
5.准确性高：微球上的报告分子荧光强度与结合的待测分子成正
比。
由于液相芯片技术的检测范围大，因此不需要象ELISA检测中那样需将样本多倍稀释，从而减小了误差。
6.检测范围广：液相芯片检测技术可用于检测多种类型的生物分
子，包括蛋白质、多肽、抗体、抗原、DNA、RNA等。
luminex液相芯片技术实验流程
Luminex液相芯片技术是一种高通量的生物分子检测平台，可以同时检测多种生物标志物。
实验流程大致如下：
1. 样本准备：根据实验需求，准备好待检测的样本。
样本可以是细胞培养上清液、血清、血浆等。
2. 微球准备：Luminex液相芯片使用的微球内部含有三种免疫荧光染料，通过不同的荧光比例来区分500种不同的微球。
微球上会偶联针对不同待测物的抗体或基因探针。
3. 实验设计：根据需要检测的标志物，选择相应的微球和试剂。
可以设计多重检测，一次实验可以检测多达100种不同的生物学反应。
4. 加样：将样本或PCR产物与微球混合，使所形成的复合物与标记荧光素发生反应。
5. 检测：将混合后的微球放入Luminex液相芯片检测系统。
该系统包括激光系统、光学系统、液流系统、液流控制系统以及先进的数字处理系统和高通量XY平台。
微球在流动鞘液的带动下快速单列通过检测通道，红色激光用于识别微球的荧光编码，绿色激光用于测定微球上结合的报告分子的荧光强度。
6. 数据分析：利用配套的分析软件对检测数据进行分析，得到定性和定量的结果。
7. 结果解读：根据实验设计和数据分析，解读检测结果。
需要注意的是，实验操作过程中应严格遵循实验室规范和操作指南，确保实验的准确性和可靠性。
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液相芯片的应用
• 国内学者朱海红等运用液相芯片技术对腮腺炎病毒、呼吸道合胞病毒、 流感病毒等56种病毒进行高通量检测取得了良好效果。
• Biagini等建立了液相蛋白芯片方法，可以同时检测血清中23种血清型的 肺炎球菌荚膜多糖抗体。
• Bellisario等利用液相芯片技术同时测定新生儿血清促甲状腺素和甲状腺 素T4水平以早期诊断先天性甲状腺功能减退,取得了良好效果。
流式细胞仪技术
μl级样品，2-5个数量级，pg
4
液相芯片技术的原理
• 液相芯片检测小分子蛋白原理报告荧光值随着样品抗原的增加而 Nhomakorabea少5
液相芯片技术的原理
报告激光 532nm
流动池
光电倍增管
分类激光 635nm
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液相芯片技术的原理
• 检测仪器
7
液相芯片技术的原理
• 检测数据
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液相芯片技术的优势
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液相芯片技术的不足与展望
• 液相芯片技术存在着一些缺陷，如抗体对的匹配、交联条 件的最优化、多种反应混合交叉反应的避免、反应条件的 优化及数据的处理等，仍有待进一步提高。
• 随着科学技术的不断深入、计算机分析软件功能的日益强 大和实践操作经验的不断丰富，这些问题必将得以解决。 液相芯片技术这一新技术将会更广泛地应用于临床检测， 在临床疾病的诊断中发挥重要作用。
迄今为止10年时间，全球已有数百套基于xMAP 技术的 检测平台用于免疫学、蛋白质、核酸检测、基因研究等领域， 该技术已成为一种新的蛋白质组学和基因组学研究工具，也 是最早通过美国食品与药品管理局( FDA)认证的可用于临床 诊断的生物芯片技术。
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液相芯片技术的原理
荧光微球（xMAP技术）
微球耦联靶分子 酶底物-受体、抗原-抗体 高通量、灵活组合
• 高通量
液相芯片可同时对一份标本中的多种不同目的分子进行定性定量分析；
灵敏性高
液相芯片最低的检测浓度可达到2 pg/mL, 线形范围宽,可达4个数量级；
• 灵活性好
既适合做核酸分析又可做蛋白分析；
耗时短
35~60 min即可对96个不同样本做检测分析；
• 成本较低
液相芯片的检测试剂、消耗品和检测仪器并不比现有的其他方法昂贵。
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目录
• 液相芯片技术简介 • 液相芯片技术的技术原理 • 液相芯片技术的优势 • 液相芯片技术的临床应用 • 液相芯片技术的不足与展望
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液相芯片技术
微 球 体 悬 浮 芯 片 (suspensionarray, liquid chip) ， 是 基 于 xMAP (flexible Multi-AnalyteProfiling) 技术的新型生物芯片技 术平台，它是在不同荧光编码的微球上进行抗原-抗体、酶-底 物、配体-受体的结合反应及核酸杂交反应，通过红、绿两束 激光分别检测微球编码和报告荧光来达到定性和定量的目的。
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液相芯片与固相芯片的比较
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液相芯片的应用
• 液相基因芯片
将预先人工合成的寡核苷酸探针共价连接于微珠表面构成。液相 基因芯片除具有一般固相基因芯片的功能如核苷酸测序、单核苷酸多 态性分析、基因作图等,还具有精确的同时定性、定量分析特征。
• 液相蛋白芯片
液相蛋白芯片临床检测包括: ①抗原抗体定量定性检测；②细胞因子 检测。