第11章生物芯片技术试题及答案

一、选择题

1.下面哪种生物芯片不属于微阵列芯片 ( )

A. 基因芯片

B. 蛋白芯片

C. PCR反应芯片

D. 芯片实验室

2.生物芯片的主要特点是( )

A. 高通量

B. 微型化

C. 集成化

D. 并行化

3. 下面哪些方法属于基因芯片原位合成技术（）

A. 原位光刻合成

B. 合成点样

C. 压电打印

D. 分子印章

二、名词解释

1. 基因芯片

2. 蛋白芯片

3. 微缩芯片实验室

三、简答题

1. 试述生物芯片的种类及主要功能。

2. 试述基因芯片的工作原理及制备。

3. 简述蛋白芯片的原理及应用。

4.举例说明基因芯片在临床诊断中的应用。

一、选择题

1. C

2. A、B、C、D

3. A、C、D

二、名词解释

1. 基因芯片

将大量的基因片段有序地、高密度地排列在玻璃片或纤维膜等载体上，称之为基因芯片(gene chip)，又称DNA芯片(DNA chip)或DNA微阵列(DNA micro-array)。基因芯片技术是建立在基因探针和杂交测序技术上的一种高效、快速的核酸序列分析手段。它是将大量探针分子固定于支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强度及分布来进行基因的分析。在一块1cm2大小的基因芯片上，根据需要可固定数以千计甚至万计的基因，以此形成一个密集的基因方阵，实现对千万个基因的同步检测。

2. 蛋白芯片

蛋白质芯片（protein chip），又称蛋白质微阵列(protein microarray)，是用于蛋白质功能研究及相互作用分析的生物芯片，采用原位合成、机械点样或共价结合的等方法将多肽、蛋白、酶、抗原、抗体固定于硅片、玻璃片、塑料片、凝胶、尼龙膜等固相介质上形成的生物分子点阵。在待分析样品中的生物分子与蛋白质芯片的探针分子发生杂交或相互作用或其他分离方式分离后，利用激光共聚焦显微扫描仪对杂交信号进行高通量检测和分析。蛋白质芯片是将整个蛋白质水平的相关生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对多肽、蛋白质及其他生物成份进行高通量检测。

3. 微缩芯片实验室

芯片实验室是将样品制备、生化反应和检测分析的全过程集约化，并缩微到一张芯片上自动完成，形成的所谓微型全分析系统（micro total analysis systen,μ-TAS）,或称“缩微芯片实验室”（lab-on-a-chip）。

三、简答题

1. 试述生物芯片的种类及主要功能。

生物芯片根据其结构特点，可以将生物芯片分为微阵列芯片和微流体芯片两个主要类别。微阵列芯片是由生物材料微阵列构成的芯片，包括基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片和组织芯片等，由于它们的工作原理都是基于生物分子之间的亲和结合作用，如核酸分子的碱基配对作用，抗原和抗体的结合等，所以通常也称为亲和生物芯片。微流芯片是以各种微结构为基础的芯片，利用它可实现对各种生化组分的微流控操作和分析，这类芯片的代表有毛细管电泳芯片、PCR反应芯片、介电电泳芯片等。生物芯片发展的最终目标是将各种生物化学分析操作的整个过程，从样品制备、生化反应到结果检测，都集成化并缩微到芯片上自动完成，以获得所谓的微型全分析系统（micro total analysis systen,μ-TAS）,或称“微缩芯片实验室”（lab-on-a-chip）。微缩芯片实验室代表了生物芯片技术发展的未来。

2. 试述基因芯片的工作原理及制备。

基因芯片技术是建立在基因探针和杂交测序技术上的一种高效、快速的核酸序列分析手段。它将大量探针分子固定于支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强度及分布来进行分析。在一块1cm2大小的基因芯片上，根据需要可固定数以千计甚至万计的基因，以此形成一个密集的基因方阵，实现对千万个基因的同步检测。基因芯片技术主要包括四个主要步骤：芯片制备、样品制备、杂交反应和信号检测以及结果分析。

3. 简述蛋白芯片的原理及应用。

蛋白质芯片的基本原理是采用原位合成、机械点样或共价结合的等方法将多肽、蛋白、酶、抗原、抗体固定于固相介质上形成的生物分子点阵，在待分析样品中的生物分子与蛋白质芯片的探针分子发生杂交或相互作用或其他分离方式分离后，利用激光共聚焦显微扫描仪对杂交信号进行高通量检测和分析。蛋白质芯片是将整个蛋白质水平的相关生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对多肽、蛋白质及其他生物成份进行高通量检测。

蛋白质芯片技术是一种快捷、高效、高通量、并行、微型化和自动化的蛋白质分析技术，适用于分析包括组织、细胞系、体液在内的多种生物样品能分析包含针对信号传导、癌症、细胞周期调控、细胞结构、凋亡和神经生物学等广泛的生物功能的相关蛋白，灵敏度高达pg/ml。

4. 举例说明基因芯片在临床诊断中的应用。

基因芯片作为一项现代化的诊断新技术在感染性疾病、遗传性疾病的诊断和耐药性检测等方面已显示出良好的应用前景。下面举例说明基因芯片在疾病诊断的应用。

（1）感染性疾病的诊断

性传播疾病、肝炎等。

（2）遗传性疾病的诊断

地中海贫血、血友病、婚前检查等。

（3）耐药性检测

结核分支杆菌耐药性检测芯片等。