生物芯片,又稱蛋白(bái)芯片或基因芯片,它們起源于DNA雜(zá)交探針技術與半導體工(gōng)業技術相結合的結晶。該技術系指将大(dà)量探針分子固定于支持物上(shàng)後與帶熒光标記的DNA或其他(tā)樣品分子(例如蛋白(bái),因子或小(xiǎo)分子)進行雜(zá)交,通過檢測每個探針分子的雜(zá)交信号強度進而獲取樣品分子的數量和(hé)序列信息。
生物芯片(biochip或bioarray)是根據生物分子間特異相互作(zuò)用(yòng)的原理(lǐ),将生化分析過程集成于芯片表面,從(cóng)而實現(xiàn)對(duì)DNA、RNA、多肽、蛋白(bái)質以及其他(tā)生物成分的高(gāo)通量快(kuài)速檢測。狹義的生物芯片概念是指通過不同方法将生物分子(寡核苷酸、cDNA、genomic DNA、多肽、抗體、抗原等)固着于矽片、玻璃片(珠)、塑料片(珠)、凝膠、尼龍膜等固相遞質上(shàng)形成的生物分子點陣。因此生物芯片技術又稱微陳列(microarray)技術,含有大(dà)量生物信息的固相基質稱爲微陣列,又稱生物芯片。生物芯片在此類芯片的基礎上(shàng)又發展出微流體芯片(microfluidics chip),亦稱微電子芯片(microelectronic chip),也(yě)就是縮微實驗室芯片。
芯片的概念取之于集成的概念,如電子芯片的意思就是把大(dà)的東西變成小(xiǎo)的東西,集成在一起。生物芯片也(yě)是集成,不過是生物材料的集成。像實驗室檢測一樣,在生物芯片上(shàng)檢查血糖、蛋白(bái)、酶活性等,是基于同樣的生物反應原理(lǐ)。所以生物芯片就是一個載體平台。這(zhè)個平台的材料則有很(hěn)多種,如矽,玻璃,膜(纖維素膜)等,還有一些(xiē)三維結構的多聚體,平台上(shàng)則密密麻麻地擺滿了(le)各種生物材料。芯片隻是一個載體。做什(shén)麽東西、檢測什(shén)麽,還是靠生物學家來(lái)完成。也(yě)就是說,原來(lái)要在很(hěn)大(dà)的實驗室中需要很(hěn)多個試管的反應,現(xiàn)在被移至一張芯片上(shàng)同時(shí)發生了(le)。
生物芯片制備方法
包括原位合成和(hé)預合成後點樣。
原位合成:适用(yòng)于寡核苷酸,通過光引導蝕刻技術。已有P53、P450,BRCAI/BRCA2 等基因突變的基因芯片。
預合成後點樣:是将提取或合成好(hǎo)的多肽、蛋白(bái)、寡核苷酸、cDNA、基因組DAN等通過特定的高(gāo)速點樣機器人直接點在芯片上(shàng)。該技術優點在于相對(duì)簡易低(dī)*,被國内外(wài)廣泛使用(yòng)。
接觸式點樣:是指打印針從(cóng)多孔闆取出樣品後直接打印在芯片上(shàng)。打印時(shí)針頭與芯片接觸。優點是探針密度高(gāo),通常一平方厘米可打印2500個探針。缺點是定量準确性及重現(xiàn)性不太好(hǎo)。
非接觸式點樣:針頭與芯片保持一定距離。優點是定量準确重現(xiàn)性好(hǎo),缺點是噴印的斑點大(dà),密度低(dī)。通常一平方厘米隻有400點。但(dàn)是**公司能(néng)把噴印點直徑大(dà)小(xiǎo)由150-100μm降到(dào)30-25μm。可将哺乳動物整個基因組DNA點陣于一張芯片上(shàng)成爲可能(néng)。