17四月2024基因芯片基因芯片概況概念產(chǎn)生及發(fā)展類別原理應(yīng)用發(fā)展與展望定義

將大量靶基因片段有序地、高密度地（一般大于400點(diǎn)/平方厘米)排列在玻璃、硅等載體上，稱之為基因芯片，也稱為基因微矩陣(microarray)。

樣品核酸分子可以用同位素法、化學(xué)熒光法、酶標(biāo)法標(biāo)記，與固定在載體上的DNA陣列中的點(diǎn)同時雜交，用激光或CCD攝像頭掃描儀讀取數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以達(dá)到其準(zhǔn)確、快速、高效和高通量地分析生物基因信息的目的?；蛐酒漠a(chǎn)生背景

傳統(tǒng)技術(shù)的不斷改進(jìn)基因信息分析規(guī)模不斷擴(kuò)大-人類基因組計(jì)劃的需求（HumanGenomeProgram)-后基因組時代的需求多點(diǎn)DotblotSouthernblotNorthernblot

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基因芯片1992年世界第一塊原位合成基因芯片在美國Affymetrix誕生1995年世界第一塊微矩陣基因芯片在Stanford大學(xué)實(shí)驗(yàn)室誕生--Science.1995,270:467-470基因芯片的歷史八十年代末期俄美科學(xué)家提出雜交法測序基因芯片的制備方法原位合成的寡核苷酸點(diǎn)陣微量點(diǎn)樣的寡核苷酸點(diǎn)陣或cDNA點(diǎn)陣微流路生物分析儀(lab-on-chip)其他：電子芯片、三維芯片芯片常用制備方法的比較原位合成高密度（可達(dá)40萬點(diǎn)/1.6平方厘米）<25bpDNA測序分析，尋找點(diǎn)突變微量點(diǎn)樣（針點(diǎn)、噴墨〕較高密度（可達(dá)10萬點(diǎn)/6.5平方厘米）500~5000bpDNA、抗體抗原、受體藥物等對比分析基因芯片技術(shù)流程制備方法及點(diǎn)樣儀器探針的制備：標(biāo)記方法雜交：雜交液、雜交溫度、洗滌條件的選擇掃描儀:激光CCD分析軟件的開發(fā)基因芯片的制備雜交檢測數(shù)據(jù)分析一、制備基因芯片1、靶基因的獲得細(xì)胞或組織mRNAcDNA文庫PCR擴(kuò)增各種基因序列2、芯片基質(zhì)的選擇及活化載玻片表面涂氨基硅烷或多聚賴氨酸3、點(diǎn)樣儀點(diǎn)樣二、制備樣本核酸探針1、樣本總RNA的抽提：異硫氰酸胍2、mRNA的分離與純化：oligo－dT3、反轉(zhuǎn)錄并標(biāo)記隨機(jī)引物法逆轉(zhuǎn)錄標(biāo)記物：同位素、熒光染料(cy3-綠色/cy5－紅色)、化學(xué)發(fā)光三、雜交實(shí)驗(yàn)條件雜交雜交體積(使核酸濃度增加10萬倍）玻片:2-200l濾膜：5-50ml雜交液和雜交液的組份雜交溫度、時間洗滌洗滌液的組成洗滌的溫度、時間四、雜交信號的檢測1、激光共聚焦掃描光源：特定波長的光激發(fā)面積：<100m2ScanArray30002、CCD成像術(shù)光源：連續(xù)波長的光（如弧光燈）激發(fā)面積：同時激發(fā)多個1cm2五、芯片數(shù)據(jù)的處理和分析

圖像的處理數(shù)據(jù)的獲取、存儲與顯示芯片數(shù)據(jù)統(tǒng)一化芯片數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析芯片數(shù)據(jù)的生物學(xué)分析

基因芯片芯片測序藥物研究基因圖繪制農(nóng)林業(yè)表達(dá)分析突變檢測軍事、司法疾病診斷…….…….…….…….基因芯片技術(shù)的應(yīng)用一、芯片測序1，未知序列的DNA與大量的寡核苷酸集合的雜交2，完整的雙鏈體的寡聚物的鑒定與分析3，重建DNA序列

一百萬個12核苷酸的點(diǎn)陣可測定1000個堿基的序列二、突變檢測三、基因圖譜繪制

已知序列的基因多態(tài)性的探測及基因全序列的測定四、大規(guī)?；虮磉_(dá)平行性分析測定和識別細(xì)胞譜系和組織間有差異表達(dá)的基因，以及某項(xiàng)干預(yù)前后同一細(xì)胞差異表達(dá)的基因。四、藥物篩選西藥中藥功能食品篩選藥物作用的靶標(biāo)篩選藥物的有效成份篩選藥物的毒副作用及致畸致突變作用五、臨床實(shí)驗(yàn)室診斷(1)高度的靈敏性和準(zhǔn)確性(2)快速簡便(3)可同時檢測多種疾病(4)自動化程度高(5)便于數(shù)據(jù)綜合性分析六、微生物菌種鑒定及致病機(jī)制研究致病微生物毒力基因、抗藥基因、致病因子的篩選檢測研究感染微生物基因組，進(jìn)行菌種鑒定監(jiān)測受感染宿主基因表達(dá)改變，研究致病微生物致病機(jī)制了解藥物對微生物基因表達(dá)的影響，研究藥物作用機(jī)制七、生物芯片在農(nóng)林業(yè)中的應(yīng)用（1）農(nóng)業(yè)：