基因芯片技术原理

扬州大学医学院医学遗传学教研室武辉基因芯片技术技术背景随着传统技术的不断改进，基因信息分析规模不断扩大。-人类基因组计划的需求(HGP)-后基因组时代的需求（功能基因组学方向）生物芯片(Biochips)将大量生物识别分子按预先设置的排列固定于一种载体（如硅片、玻片及高聚物载体等）表面，利用生物分子的特意性亲和反应，如核酸杂交反应，抗原抗体反应等来分子各种生物分子存在的量的一种技术。基因芯片(Genechip)Southern&NorthernBlotDotBlotMacroarrayMicroarray1992年世界第一块原位合成基因芯片在美国Affymetrix诞生（1994第一张商业化芯片）1995年世界第一块微矩阵基因芯片在Stanford大学实验室诞生--Science.1995,270:467-470基因芯片的研发历史八十年代末期俄美科学家提出“杂交法测序”在一微小的基片（硅片、玻片、塑料片等）表面集成了大量的分子识别探针，工作原理与经典的核酸分子杂交方法一致，都是应用已知核酸序列作为探针与互补的靶核苷酸序列杂交，通过信号检测进行定性与定量分析。基因芯片(Genechip)高度并行性多样性微型化优势特点发展微量化高密度化高度自动化芯片常用制备技术光导原位合成(Affymetrix,Fodor)RemovableTipOrificeHigh-SpeedMicroSolenoidValveSyringePumpSwitchingValveReservoirConnectingTubingController原位喷印合成(SoutheastUniversity)直接点样法(stanford,brown)Spotterhead基因芯片技术流程制备方法及点样仪器靶基因的标记制备：标记方法杂交：杂交液、杂交温度、洗涤条件芯片杂交与杂交信号检测扫描仪:激光CCD分析软件（算法）的开发基因芯片的设计制备杂交检测数据分析BasicprocedureOperationflowchartChipimagesignal0100002000030000400005000060000700001234567891011datameasurementreactionCommercialchip•Human•Rat•Mouse•Drosophila•E.coli•Yeast•Zebrafish–特定基因检测–突变检测–多态性分析–基因表达谱基因芯片的应用•生物信息学的工具•基因相关性研究•基因功能•药物设计和开发•潜在反义试剂开发•个体化医疗•身份识别•基因诊断•其他与生物有关的领域Thanks