基因芯片技術及其應用

1、,基因芯片技術及其應用,Gene chipDNA microarray,,結構性基因組學,大規(guī)模測序30億對核苷酸3-4萬條基因,功能性基因組學,功能研究3-4萬條基因 基因芯片,,開發(fā)基因資源,人類疾病的預防、診斷和治療,,基因芯片應運而生,對大量的遺傳信息進行高效快速的檢測和分析,基因芯片是信息時代的產(chǎn)物,90年代興起的一項前沿生物技術,橫跨：生命科學、 物理學、計算機科學、微電子技術光電技術、 材料

2、科學 等現(xiàn)代高科技,1993年美國Affymetrix公司研制,高度集約化大通量平行分析(每平方厘米點陣密度高于400)高靈敏度樣品需要量小,2024/3/13,6,,手工測序---4000bp/天自動測序儀---70萬/天生物芯片-----1億/天,基因芯片受到高度重視,參與者： 國外 美國能源部、衛(wèi)生部、NIH、商業(yè)部、 司法部

3、中央情報局 Affymetrix, ClonTech, Nanogen, Vysis, Synteni, Genometrix, Naval Research Laboratory, Argonne Narional Laborarory, 斯坦福大學，賓夕 法尼亞大 學，牛津大學等。 國內(nèi)

4、 北京大學、清華大學、交通大學、復旦 大學、人類基因組南方研究中心和中科 院細胞生物研究所等。,2024/3/13,8,核酸雜交技術是基因芯片應用的基礎。,其基本原理是將一系列的核酸片段固定在芯片載體上作為固相靶片段（ target ），待測的核酸片段人工標記上不同的熒光、或同位素等作為探針（ probe），一定條件下兩者雜交，根據(jù)雜交后不同的信號即可獲得靶片段的信息，進行計算機分析。,202

5、4/3/13,9,固相介質(zhì) 有硅片、二氧化硅、玻璃、尼龍膜、 塑料等。,探 針 mRNA， 或是以mRNA為模板合成的cDNA。,靶片段 DNA、寡核苷酸、RNA等。,標記物 常采用熒光劑，如Cy3、Cy5，同位素、地高辛等。,2024/3/13,10,,雜交,,,結果觀察，信息分析,,,未處理的細,胞總,mRNA,,Cy3,標記,,2024/3/13,11,生物芯片多種多樣,D

6、NA芯片寡核苷酸芯片蛋白質(zhì)芯片細胞芯片組織芯片化學感受器與圖像結合的新型生物芯片,2024/3/13,12,6400點的基因芯片 （面積 12X14 mm),2024/3/13,14,基因芯片的應用,4.,基因芯片具有 巨大的應用前景1.基因功能分析研究2.檢測與疾病相關的基因, 進而用于疾病診斷3.藥物篩選, 4.檢測基因突變5.其他,2024/3/13,15,基因功能分析研究,將成

7、千上萬個我們克隆到的特異性靶基因固定在一塊芯片上，對來源于不同個體不同組織不同細胞周期不同發(fā)育階段不同分化階段不同病變不同刺激（包括不同誘導不同治療手段）下細胞內(nèi)的mRNA或逆轉錄所得的cDNA進行檢測，從而對這些基因表達的個體特異性組織特異性發(fā)育階段特異性分化階段特異性。進行綜合評定與判斷，極大加快這些基因功能的確立。,,2024/3/13,16,基因芯片技術的出現(xiàn)不過短短幾年時間，其發(fā)展勢頭十分迅猛，在生命科學的各個領域得到廣泛地應

8、用，但其存在的缺陷也是相當明顯的。首先是成本的問題，由于芯片制作的工藝復雜，信號檢測也需專門的儀器設備，一般實驗室難以承擔其高昂的費用，其次在芯片實驗技術上還有多個環(huán)節(jié)尚待提高，如在探針合成方面，如何進一步提高合成效率及芯片的集成程度是研究的焦點。而樣品制備的簡單化與標準化則芯片應用進一步普及的前提。 雖然芯片技術還存在這樣或那樣的問題，但其在基因表達譜分析、基因診斷、藥物篩選及序列分析等諸多領域已呈現(xiàn)出廣闊的應用前景，隨著