蛋白质芯片技术的研究进展
蛋白质芯片在临床诊断中的研究进展
１ 病毒性疾病的诊断 ． ２
由于 目前 尚无 杀 灭病 毒 的特 效 药 ， 病毒 性 疾 各
病 多 以预 防 为主 ， 已感 染个 体 的早 期 确 诊具 有 重 而 要 意义 。李禾 等将 血清 中艾 滋病 毒 、 型肝 炎病毒 、 丙
内 、 的研 究 员 都 对 此 做 了大 量 的研 究 ， 其 在疾 外 尤 病诊 断 与监测 方 面 。 １ 癌 症 的诊 断 ． １
巨细 胞病 毒 、 纯疱 疹 Ｉ 、 单 型 Ⅱ型 等 五种病 毒 的抗原
作者简 介 ： 夏媛媛 （ ９ ７ ）２ ０ １ ８ ～ ，０ ９级硕 士研 究生 。
喷 印 到 活 化 的醛 基 化 玻 片表 面 ，制 成 蛋 白质微 列 阵 ， 测 相 应 的 特 异 性 抗 体 ， 为其 特 异 性 、 敏 检 认 灵
诊 断 的重要 手段 之 一 。有 人将 它 与质 谱技 术 （ Ｅ — Ｓ Ｌ
Ｄ — Ｏ — ） 合 应 用 ， 过 比较 病 变 组 织 与 非 病 ＩＴ Ｆ ＭＳ联 通
变 组织 的蛋 白质 表 达谱 ， 寻找 肿瘤 标 志 物 。迄 今 为 止， 人们 已经 利 用 此 技 术对 肺 癌 、 胃癌 、 癌 、 列 肠 前 腺 癌 、 腺癌 等 常见 肿 瘤 的蛋 白质标 志 物进 行 了筛 胰
素 １ ０ ＋先锋 ４ ； ０ｇ ｇ 在本病 常发地 区 的猪场 ， 猪断奶 仔
前 后每 吨饲料 加 入 ８ ％泰妙霉 素 １０ ＋ ５ ０ ０ ｇ １ ％金霉素
２ ０ｇ ５ ０ ＋阿莫西林 ２ ０ ， 良好 作用 。 ５ ｇ有 ２ １ 年 第 ４期 （ ７ ０１ ≥ｌ
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豁 ａ墨 鍪罄弱国 嵇 黪 蟹
大 的推动 作 用 ， 而本 文 主要 就 其 在 临床 诊 断方 面 的
蛋白质芯片技术研究及应用
蛋白质芯片技术研究及应用近年来，蛋白质芯片技术在生命科学领域研究中扮演越来越重要的角色。
蛋白质是组成细胞的重要基础，存在于细胞的各个组分中，包括核糖体、线粒体、内质网等。
蛋白质芯片技术能够对蛋白质进行高通量分析和筛选，能够为研究蛋白质结构和功能提供重要的支持和帮助。
本文将介绍蛋白质芯片技术的基本原理、发展历程、应用领域以及未来的发展趋势。
一、蛋白质芯片技术的基本原理蛋白质芯片技术基于DNA芯片技术的基础上，采用微阵列技术制备出数千到数百万种蛋白质的阵列芯片，通过特异性结合的方法检测样品中的蛋白质分子。
其基本原理类似于ELISA法，但在ELISA法中，检测蛋白质需要用到特异性的抗体，而蛋白质芯片技术则是利用特异性的配体（如抗体、酶、选择性结合因子等）对蛋白质进行特异性识别和检测。
二、蛋白质芯片技术的发展历程蛋白质芯片技术起源于上世纪90年代，最早由美国的Affymax公司和Genentech公司研发而来。
最初只是在微阵列技术基础上对蛋白质进行筛选，后来随着科技的发展，蛋白质芯片技术发展成为一种高通量、能够同时检测多种蛋白质的技术。
目前，蛋白质芯片技术已经成为快速筛查疾病诊断、病原体检测和药物筛选等领域中的重要手段。
三、蛋白质芯片技术的应用领域3.1 疾病诊断蛋白质芯片技术在医学领域中的应用越来越广泛。
对于一些蛋白质变化与疾病相关的情况下，利用蛋白质芯片技术进行快速定量检测、疾病诊断和疾病预测，具有极高的灵敏度和特异性。
3.2 药物筛选蛋白质芯片技术可以应用在药物筛选和新药研发中。
在药物筛选中，比较不同药物分子的相互作用性能，选取作用效果最好、最适合治疗特定疾病的药物。
同时，蛋白质芯片技术也能够对药物通量、结合常数以及与靶标的特异性等进行快速检测。
3.3 生命科学在生命科学领域中，蛋白质芯片技术也被广泛应用。
例如，在分离和鉴定蛋白质互作关系、研究蛋白质结构与功能、为体外抗体生产提供高通量筛选手段等方面发挥着重要作用。
基于微流控芯片的蛋白质高灵敏快速检测技术研究共3篇
基于微流控芯片的蛋白质高灵敏快速检测技术研究共3篇基于微流控芯片的蛋白质高灵敏快速检测技术研究1蛋白质是生物体内许多重要化学反应和生命表现的基础物质，因此在生物医学、生命科学以及食品工业等领域中具有重要的应用价值。
然而，如何高效地检测蛋白质成为了研究人员关注的问题之一。
现代生命科学和医学研究中，蛋白质检测技术的发展起着决定性的作用。
传统的蛋白质检测方法在性能上存在一些问题，例如条件苛刻、过程繁琐等。
近年来，微流控芯片技术快速发展，为高灵敏度和快速检测蛋白质提供了新的可能性。
微流控芯片技术是一种将微流体学的概念应用于芯片技术中的新型技术。
由于其微小流通体积、高效率、快速响应和可重复性等特点，使得微流控芯片在生物医学和生命科学中得到广泛的应用。
与传统的检测技术相比，微流控芯片检测技术具有以下优点：①检测过程自动化，操作简便；②靶分子检测的容易性和高灵敏度；③减小样品消耗和反应污染的可能性；④实现多参数同时检测，提高检测速度和准确性。
基于微流控芯片的蛋白质检测技术，是一种利用微流控芯片对微小的蛋白质样本进行高灵敏度快速检测的技术。
这种技术主要是基于特殊的仪器设备和芯片结构，以及一系列特殊的微流控芯片加工工艺和生物学方法。
相对于传统的蛋白质检测技术，该技术拥有以下优势。
首先，快速检测。
基于微流控芯片的蛋白质检测技术采用微流控技术，可以将反应体积压缩到微米级别，缩短蛋白质检测时间，从而实现快速检测。
其次，高灵敏度。
由于微流控芯片的成像窗口积极利用了紫外线照射的特点，检出的灵敏度更高。
其次，自动化程度高，操作简单方便。
虽然微流控芯片的制作难度较大，但在实验室实验的过程中，操作简便、操作功效高，自动化程度也高。
最后，适用范围广。
基于微流控芯片的蛋白质检测技术既可用于检测单一的样品，也可以同时检测多样品的蛋白质，适用于多种蛋白质检测。
微流控芯片技术是一项前沿技术，基于其原理的蛋白质检测技术也是一个充满挑战的研究领域，其复杂性主要表现在以下方面：首先掌握微流控芯片的设计与加工技术；其次，在芯片反应域内实现靶分子的高效捕获和分离；第三，在芯片上建立靶分子检测的体系，需要一系列特殊的生物学方法和技术手段。
布鲁氏菌感染的分子诊断技术研究
布鲁氏菌感染的分子诊断技术研究布鲁氏菌感染是一种由布鲁氏菌引起的人畜共患传染病，其临床表现多样化，包括发热、关节炎、淋巴结肿大等症状。
为了准确快速诊断布鲁氏菌感染，研究人员们不断努力探索新的分子诊断技术。
本文将介绍目前在布鲁氏菌感染的分子诊断技术研究方面所取得的进展。
一、PCR技术在布鲁氏菌感染的诊断中的应用PCR技术（聚合酶链式反应）是一种基于DNA复制的技术，能够快速、敏感地检测布鲁氏菌的DNA。
研究人员使用PCR技术可以在患者的血液、尿液、关节液等样本中检测到布鲁氏菌的存在。
此外，研究人员还通过PCR技术鉴定了布鲁氏菌不同菌株之间的遗传变异，从而为疫情监测和菌株溯源提供了重要依据。
二、基因芯片技术在布鲁氏菌感染的诊断中的应用基因芯片技术是一种高通量并行检测方法，可以同时检测成千上万个靶基因。
研究人员通过设计布鲁氏菌相关基因的探针，运用基因芯片技术可以快速、高效地筛选出布鲁氏菌感染的标志性基因。
利用这些标志性基因，检测人员可以快速鉴定布鲁氏菌感染患者，并区分其感染类型和菌株特征。
三、下一代测序技术在布鲁氏菌感染的诊断中的应用下一代测序技术是一种高通量测序技术，可以在较短的时间内获取大量的DNA或RNA序列。
研究人员利用下一代测序技术对布鲁氏菌的基因组进行测序和分析，从中鉴定出与布鲁氏菌感染相关的基因和代谢途径。
这些信息将有助于理解布鲁氏菌的致病机制，并为研制新的靶向治疗和预防措施提供理论依据。
四、蛋白质芯片技术在布鲁氏菌感染的诊断中的应用蛋白质芯片技术是一种快速筛选和定量大规模蛋白质的方法，能够帮助研究人员发现与布鲁氏菌感染相关的蛋白质标志物。
这些标志物可以作为诊断试剂盒中的生物标记物，用于布鲁氏菌感染的快速诊断。
此外，蛋白质芯片技术还可用于研究感染机制、药物筛选和疫苗研发等方面。
总结：布鲁氏菌感染的分子诊断技术研究已经取得了显著进展。
PCR技术、基因芯片技术、下一代测序技术和蛋白质芯片技术的应用为布鲁氏菌感染的准确快速诊断提供了有力支持。
生物芯片和微流控芯片的研究进展
生物芯片和微流控芯片的研究进展随着现代科技的不断发展，人类对于生物芯片和微流控芯片的研究也越来越深入。
生物芯片和微流控芯片都是众多领域中的热门话题，从医疗到环保再到食品安全，都可以看到它们的应用。
本文将围绕这两种芯片，介绍它们的相关研究进展。
一、生物芯片的研究进展生物芯片是一种在微米尺度上集成了化学、物理、生物三个方面的功能元件。
研究生物芯片的目的是将微型芯片技术应用于生命科学领域，实现体内微处理和多种分析方法的集成化。
生物芯片的研究进展主要包括以下方面。
1. 基因芯片基因芯片是一种用于检测多个目标分子的方法。
通过使用微型芯片技术将上千种的核酸序列固定在芯片上，再通过一系列化学反应来检测被测目标分子的含量。
基因芯片可以提高基因检测的灵敏度和准确度，广泛应用于诊断和个性化医疗等领域。
2. 细胞芯片细胞芯片是一种在微米尺度上集成了细胞培养的芯片。
通过微观加工技术，可以将细胞培养在芯片上的小空间中，以便研究其生长、分化等行为。
细胞芯片已经被广泛应用于体外药物筛选、基因表达分析等领域。
3. 蛋白芯片蛋白芯片是一种用于检测蛋白质互作、表达水平、功能以及抗体识别和药物筛选等的方法。
通过使用微型芯片技术将多个蛋白质固定在芯片上，再通过一系列化学反应来检测蛋白质的含量和活性。
4. 病毒芯片病毒芯片是一种用于快速搜寻各种病原体的方法。
通过将大量病毒抗原固定在芯片上，再通过体外反应来检测样本中的病原体。
病毒芯片可以快速、敏感地诊断病原体感染，广泛应用于传染病诊断和疫情监测等领域。
二、微流控芯片的研究进展微流控芯片是一种在微米尺度上控制小量流体运动的方法。
研究微流控芯片的目的是通过控制微流体的流动特性，实现高通量的、低样本浓度的多分析方法集成。
微流控芯片的研究进展主要包括以下方面。
1. 植物样本检测植物样本检测通常需要先将样本碾碎，再提取其中的DNA、RNA等生物分子。
然而，目前的方法往往要依赖昂贵的基因分离技术和大量试剂，且操作复杂。
蛋白质芯片技术的原理和应用
蛋白质芯片技术的原理和应用1. 蛋白质芯片技术的原理蛋白质芯片技术是一种高通量、高效率的生物分析技术，它通过在玻璃片或硅片上固定大量的蛋白质，实现对生物分子的快速检测和分析。
蛋白质芯片技术的原理主要包括以下几个方面：1.1 蛋白质的固定蛋白质芯片技术首先需要将目标蛋白质固定在芯片表面。
常用的固定方法包括化学交联、亲和吸附等。
化学交联是利用化学交联剂将蛋白质固定在芯片表面，亲和吸附则是利用蛋白质与芯片表面之间的亲和力将蛋白质吸附在芯片上。
1.2 样品的处理在蛋白质芯片技术中，需要将待测样品与固定在芯片上的蛋白质进行反应。
样品可以是血清、细胞裂解液等生物样品，也可以是化合物溶液等。
1.3 蛋白质的检测蛋白质芯片技术通过适当的检测方法，如荧光标记、化学标记等，来检测样品中与芯片上固定蛋白质的相互作用。
常见的检测方法包括荧光染料法、质谱法等。
2. 蛋白质芯片技术的应用蛋白质芯片技术具有许多重要的应用，以下列举了其中几个主要应用：2.1 蛋白质相互作用的研究蛋白质芯片技术可以用于研究蛋白质与其他生物分子之间的相互作用。
通过固定不同的蛋白质在芯片上，可以快速地筛选出与其相互作用的分子。
这对于研究蛋白质的功能及其调控机制非常重要。
2.2 药物筛选蛋白质芯片技术在药物筛选领域起到了重要的作用。
通过将小分子化合物与芯片上的蛋白质进行相互作用，可以快速筛选出具有药物活性的化合物。
这极大地加速了新药开发的进程。
2.3 临床诊断蛋白质芯片技术在临床诊断中也有广泛的应用。
通过检测血清中的蛋白质芯片，可以快速、敏感地检测出多种疾病标志物，如肿瘤标志物、心脏病标志物等。
这对于早期诊断和个体化治疗非常有价值。
2.4 基因组学研究蛋白质芯片技术在基因组学研究中也有广泛的应用。
通过检测不同基因的表达产物与蛋白质芯片的相互作用，可以揭示基因与蛋白质之间的关系，进而深入研究基因功能和调控机制。
3. 总结蛋白质芯片技术作为一种高通量、高效率的生物分析技术，已经在许多领域展现了巨大的应用潜力。
蛋白质芯片技术在肿瘤蛋白质组学研究中的应用及进展
据进行 差异性 分析 ， 从而发 现有鉴别意义 的峰值变化。
维普资讯
第２ ３卷 第 ４期
２０ ０ ７年
中学 生 物学
Ｍｉｄｅ Ｓ ｈ ｏ ｏｏ ｙ ｄ ｌ ｃ ｏ ｌＢｉｌｇ
Ｖｏ．３Ｎｏ４ １ ． ２ ２０ ０ ７
文件 编号 ： ０ ３—７ ８ （０ ７ ０ １０ ５ ６ ２ ０ ）４—０ ０ —０ ０３ ４
个 生 物标 记 物 ； 可 发 现 低 丰度 、 ⑥ 小分 子 量 蛋 白质 ， 并 能测 定疏 水蛋 白质 ， 特别 是膜 蛋 白质 。
１ ． 蛋 白质 芯片技 术 的作 用原 理 ２
组 时代 的到来 。 但基 因数 量有 限性 和结 构相 对稳定 性 与 生命 现象复 杂性 和多 变性 之 间的 巨大反 差 ， 使人 们 的 目光逐 渐从 基 因组 学 转 向蛋 白质 组学 ， 为生命 活 作
激 光共 聚 焦显 微镜 和 Ｃ Ｄ照相 机对 荧 光信 号进 行 扫 Ｃ
描 分析 ， 出检测 结 果 。蛋 白质 芯片 的核 心技 术是 芯 得
性， 且所 需费 用高 。 因此 ， 人们 发展 了一 种蛋 白质 组学 研 究新 技术— —蛋 白质 芯片 。
１ 蛋 白质芯 片技 术
片的制备和反应信号 的检测分析。 由于蛋白质分子的
蛋白质芯片技术在肿瘤蛋白质组学研究中的应用及进展
蒋 云友 （ 江苏省姜堰 市姜堰 中学
摘 要
２ ５０ ） ２ ５０
蛋 白质 芯片技 术是 一种 快速 、 高效 。 微 目前 ， 已成 它
为 肿瘤蛋 白质 组 学研 究的 重要 工具之 一 。 它能 洞察 肿瘤 细胞 、 组织 和 生物体 蛋 白质 含量 的 细微 变化 ，
人类蛋白质组芯片技术
人类蛋白质组芯片技术
人类蛋白质组芯片技术是一种用于高通量蛋白质分析的技术，它允许在一个实验中同时测定大量蛋白质的表达水平、交互作用和翻译后修饰。
这项技术通常基于DNA芯片技术的原理。
以下是人类蛋白质组芯片技术的一般步骤和特点：
芯片设计：设计一个包含大量不同蛋白质的探针的芯片。
这些探针可以是蛋白质的抗体、亲和配体或其他与目标蛋白质相互作用的分子。
样品制备：从生物样本中提取蛋白质，然后标记这些蛋白质。
标记通常使用荧光标记或同位素标记等方法，以便在芯片上检测和定量。
芯片杂交：标记的样品与设计好的芯片进行杂交。
标记的蛋白质会与芯片上相应的探针结合，形成复合物。
芯片扫描和数据分析：使用高分辨率的扫描设备对芯片进行扫描，测定探针与样品蛋白质的结合情况。
通过分析扫描数据，可以获得蛋白质的相对表达水平、相互作用和翻译后修饰等信息。
生物信息学分析：对芯片数据进行生物信息学分析，包括差异表达分析、功能富集分析、蛋白质网络分析等，以获取更深层次的生物学信息。
人类蛋白质组芯片技术在生物医学研究、药物开发、疾病诊断等领域有广泛的应用。
通过同时分析大量蛋白质，研究人员可以更全面地了解蛋白质的功能、相互作用和调控机制，为生命科学研究提供了强大的工具。
1。
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蛋白质芯片技术的研究进展朱丽琳(西宁青藏高原野生动物救护中心,青海西宁 810001)摘 要:蛋白质芯片技术是生物化学和分子生物学上具有较大作用的生物检测技术。
该文简要综述了该技术的发展概况、基本原理及目前应用,并指出了存在的问题和发展前景。
关键词:蛋白质芯片;生物芯片;应用中图分类号:Q812 文献标识码:A 文章编号:1001-7542(2004)03-0084-04生物芯片(biochip )主要是指通过微细加工工艺在固体芯片表面构建的微型化学分析系统,从而实现对细胞、蛋白质、DNA 以及其他生物组分的准确快速与大信息量的检测。
其反应结果可用同位素法、化学荧光法、化学发光法或酶标法显示,然后用精密的扫描仪或CCD (charge -coupled device )摄像技术记录,最后通过计算机进行数据处理以得到综合的信息。
常用的生物芯片分为三大类:基因芯片(G ene chip ,DNA chip ,DNA microarray )、蛋白质芯片(Proteinchip )、芯片实验室(Lab -on -a -chip )[1,2]。
人类基因组(genome )排序工作的完成是人类医学史上的里程碑。
基因芯片虽可在mRNA 水平上分析整个基因组表达的情况,并得到了迅猛发展,但生命活动的主体是人体内存在的10万种以上的蛋白质,发展蛋白质芯片这一高新技术已成为生物芯片领域的挑战性课题。
1 蛋白质芯片的发展概况蛋白质能直接反映基因携带的遗传信息,它的功能一旦出现异常就可能引起疾病,破坏人体健康。
如Alzheimer ’s 病人脑脊液中微量β淀粉样蛋白肽的出现[3]是目前公认的脑神经退行性变的标志物。
蛋白芯片可以将数十万个与生命相关的信息集成在一块厘米见方的芯片上,对抗原活体细胞和组织进行测试分析,同时蛋白质芯片的特异性高,亲和力强,受其他杂质的影响较小,因此对生物样品的要求较低,可简化样品的前处理,甚至可以直接利用生物材料(血样、尿样、细胞及组织等)进行检测。
蛋白质芯片是指固定于支持介质上的蛋白质构成的微阵列。
又称蛋白质微阵列(Protein micoroar 2ray ),最早是在生物功能基因组学研究中继基因芯片之后,作为基因芯片功能的补充发展起来的。
是在一个基因芯片大小的载体上,按使用目的的不同,点布相同或不同种类的蛋白质,然后再用标记了荧光染料的蛋白质结合,扫描仪上读出荧光强弱,计算机分析出样本结果。
最早进行蛋白质芯片研究的是德国科学家Lueking [4,5]。
目前,国内也有学者在从事蛋白芯片的研究。
2 蛋白质芯片的原理蛋白芯片技术的研究对象是蛋白质,其原理是对固相载体进行特殊的化学处理,再将已知的蛋白分子产物固定其上(如酶、抗原、抗体、受体、配体、细胞因子等),根据这些生物分子的特性,捕获能与之特异性结合的待测蛋白(存在于血清、血浆、淋巴、间质液、尿液、渗出液、细胞溶解液、分泌液等),经洗涤、纯化,再进行确认和生化分析;它为获得重要生命信息(如未知蛋白组分、序列。
体内表达水平生物学功能、与其他分子的相互调控关系、药物筛选、药物靶位的选择等)提供有力的技术支持[6,7]。
2.1 固体芯片的构建 常用的材质有玻片、硅、云母及各种膜片等。
理想的裁体表面是渗透滤膜(如硝收稿日期:2004-03-15作者简介:朱丽琳(1968-),女(汉族),浙江新昌人,西宁青藏高原野生动物救护中心工程师.2004年第3期 青海师范大学学报(自然科学版)Journal of Qinghai N ormal University (Natural Science ) 2004N o 13酸纤维素膜)或包被了不同试剂(如多聚赖氨酸)的载玻片。
外形可制成各种不同的形状。
Lin ,SR 等人[8]采用A PTS -BS 3技术增强芯片与蛋白质的牢固结合。
2.2 探针的制备 低密度蛋白质芯片的探针包括特定的抗原、抗体、酶、吸水或疏水物质、结合某些阳离子或阴离子的化学集团、受体和免疫复合物等具有生物活性的蛋白质。
制备时常常采用直接点样法,以避免蛋白质的空间结构改变。
保持它和样品的特异性结合能力。
高密度蛋白质芯片一般为基因表达产物,如一个cDNA 文库所产生的几乎所有蛋白质均排列在一个载体表面[9],其芯池数目高达1600个/cm 2,呈微距阵排列,点样时须用机械手进行,可同时检测数千个样品。
213 生物分子反应 使用时将待检的含有蛋白质的标本如尿液、血清、精液、组织提取物等,按一定程序做好层析、电泳、色谱等前处理,然后在每个芯池里点入需要的种类。
一般样品量只要2—10μL 即可。
根据测定目的不同可选用不同探针结合或与其中含有的生物制剂相互作用一段时间,然后洗去未结合的或多余的物质,将样品固定一下等待检测即可。
2.4 信号的检测及分析 直接检测模式是将待测蛋白用荧光素或同位素标记,结合到芯片的蛋白质就会发出特定的信号,检测时用特殊的芯片扫描仪扫描和相应的计算机软件进行数据分析,或将芯片放射显影后再选用相应的软件进行数据分析。
间接检测模式类似于E LISA 方法,标记第二抗体分子。
以上两种检测模式均基于阵列为基础的芯片检测技术。
该法操作简单、成本低廉,可以在单一测量时间内完成多次重复性测量。
目前,国外多采用质谱(mass spectrometry ,MS )分析[10]基础上的新技术,如表面加强的激光离子解析—飞行时间质谱技术(S E LDI —TOF —MS ),可使吸附在蛋白质芯片上的靶蛋白离子化,在电场力的作用下计算出其质量电荷比,与蛋白质数据库配合使用,来确定蛋白质片段的分子量和相对含量,可用来进行检测蛋白质谱的变化。
光学蛋白芯片技术是基于1995年提出的光学椭圆生物传感器的概念[11]。
利用具有生物活性的芯片上靶蛋白感应表面及生物分子的特异性结合性,可在椭偏光学成像观察下直接测定多种生物分子。
3 蛋白芯片的分类目前蛋白芯片主要有三类:蛋白质微阵列、微孔板蛋白质芯片、三维凝胶块芯片[11-14]等。
3.1 蛋白质微阵列 哈佛大学的Macbeath 和Schreiber L 等报道了通过点样机械装置制作蛋白质芯片的研究,将针尖浸入装有纯化的蛋白质溶液的微孔中,然后移至载玻片上,在载玻片表面点上1nl 的溶液,然后机械手重复操作,点不同的蛋白质。
利用此装置大约固定了10,000种蛋白质,并用其研究蛋白质与蛋白质间,蛋白质与小分子间的特异性相互作用。
Macbeath 和Schreiber 首先用一层小牛血清白蛋白(BSA )修饰玻片,可以防止固定在表面上的蛋白质变性。
由于赖氨酸广泛存在于蛋白质的肽链中,BSA 中的赖氨酸通过活性剂与点样的蛋白质样品所含的赖氨酸发生反应,使其结合在基片表面,并且一些蛋白质的活性区域露出。
这样,利用点样装置将蛋白质固定在BSA 表面上,制作成蛋白质微阵列。
3.2 微孔板蛋白芯片 Mendoza 等[15]在传统微滴定板的基础上,利用机械手在96孔的每一个孔的平底上点样成同样的四组蛋白质,每组36个点(4×36阵列),含有8种不同抗原和标记蛋白。
可直接使用与之配套的全自动免疫分析仪,测定结果。
适合蛋白质的大规模、多种类的筛选。
3.3 三维凝胶块芯片 三维凝胶块芯片是美国阿贡国家实验室和俄罗斯科学院恩格尔哈得分子生物学研究所开发的一种芯片技术。
三维凝胶块芯片实质上是在基片上点布以10000个微小聚苯烯酰胺凝胶块,每个凝胶块可用于靶DNA 、RNA 和蛋白质的分析。
这种芯片可用于筛选抗原抗体、酶动力学反应的研究。
该系统的优点是:凝胶条的三维化能加进更多的已知样品,提高检测的灵敏度;蛋白质能够以天然状态分析,可以进行免疫测定、受体、配体研究和蛋白质组分分析。
4 蛋白质芯片的应用4.1 用于基因表达的筛选 Angelika L.等人[17]从人胎儿脑的cDNA 文库中选出92个克隆的粗提物制58第3期 朱丽琳:蛋白质芯片技术的研究进展 68 青海师范大学学报(自然科学版) 2004年成蛋白质芯片,用特异性的抗体对其进行检测,结果的准确率在87%以上,而用传统的原位滤膜技术准确率只达到63%。
与原位滤膜相比,用蛋白质芯片技术在同样面积上可容纳更多的克隆,灵敏度可达到pg级。
4.2 用于特异性抗原抗体的检测 在CavinM.等人的实验中,蛋白质芯片上的抗原抗体反应体现出很好的特异性,在一块蛋白质芯片上10800个点中,根据抗原抗体的特异性结合检测到唯一的1个阳性位点。
Cavin M.[29]指出,这种特异性的抗原抗体反应一旦确立,就可以利用这项技术来度量整个细胞或组织中的蛋白质的丰富程度和修饰程度。
其次利用蛋白质芯片技术,根据与某一蛋白质的多种组分亲和的特征,筛选某一抗原的未知抗体,将常规的免疫分析微缩到芯片上进行,使免疫检测更加方便快捷。
4.3 用于蛋白质的筛选及功能研究 常规筛选蛋白质主要是在基因水平上进行,基因水平的筛选虽已被运用到任意的cDNA文库,但这种文库多以噬菌体为载体,通过噬菌斑转印技术(plaque life procedure)在一张膜上表达蛋白质。
但由于许多蛋白质不是全长基因编码,而且真核基因在细菌中往往不能产生正确折叠的蛋白质,况且噬菌斑转移不能缩小到毫米范围进行,所以这种方法的局限性,靠蛋白质芯片弥补。
酶作为一种特殊的蛋白质,可以用蛋白质芯片来研究酶的底物、激活剂、抑制剂等。
蛋白质芯片为蛋白质功能研究提供了新的方法,合成的多肽及来源于细胞的蛋白质都可以用作制备蛋白质芯片的材料。
Uetz将蛋白质芯片引入酵母双杂交研究中,大大提高了筛选率。
建立了含6000个酵母蛋白的转化子,每个都具有开放性可阅读框架(Open Reading Frame,ORF)的融合蛋白作为酵母双杂交反应中的激活区,此蛋白质芯片检测到192个酵母蛋白与此发生阳性反应。
4.4 生化反应的检测 对酶活性的测定一直是临床生化检验中不可缺少的部分。
Cohen用常规的光蚀刻技术制备芯片、酶及底物加到芯片上的小室,在电渗作用中使酸及底物经通道接触,发生酶促反应。
通过电泳分离,可得到荧光标记的多肽底物及产物的变化,以此来定量酶促反应结果。
动力学常数的测定表明该方法是可行的,而且,荧光物质稳定。
Arenkov进行了类似的试验,他制备的蛋白质芯片的一大优点,可以反复使用多次,大大降低了试验成本[13]。
4.5 药物筛选 疾病的发生发展与某些蛋白质的变化有关,如果以这些蛋白质构筑芯片,对众多候选化学药物进行筛选,直接筛选出与靶蛋白作用的化学药物,将大大推进药物的开发。
蛋白质芯片有助于了解药物与其效应蛋白的相互作用,并可以在对化学药物作用机制不甚了解的情况下直接研究蛋白质谱。