DNA微阵列芯片法在非结核分枝杆菌菌种鉴定的应用探讨

目的为临床工作中非结核分枝杆菌(NTM)的感染和防治提供科学依据。方法收集疑似结核分枝杆菌感染患者标本(包括呼吸道标本痰液、灌洗液以及非呼吸道标本无菌体液)共1089例,采用DNA微阵列芯片法进行检测,分析分枝杆菌菌种的分布特点。结果1089份标本中检出结核分枝杆菌878份(80.62%),NTM211份(19.38%)。其中非结核分枝杆菌菌种分布有5种,胞内分枝杆菌153例(72.51%),鸟分枝杆菌28例(13.27%),龟脓分枝杆菌复合群19例(9%),堪萨斯分枝杆菌10例(4.74%),耻垢分枝杆菌1例(0.48%)。非结核分枝杆菌感染人员分布男性127例(60.19%),女性84例(39.81%),年龄分布以老年为主,60岁以上103例(48.82%),男性71例(68.93%),女性32例(31.07%)。结论疑似结核分枝杆菌患者检出NTM共有5种,排名前三的NTM种类是胞内分枝杆菌、鸟分枝杆菌和龟脓分枝杆菌复合群,感染人群以老年男性为主。

单核苷酸微阵列芯片技术联合染色体核型分析在产前诊断中的应用

目的:评估G显带染色体核型分析与单核苷酸多态性微阵列芯片(single nucleotide polymorphism array,SNParray)同时检测在羊水产前诊断中的应用,为临床诊断与遗传咨询提供依据。方法:选取837例具有产前诊断指征而行产前诊断的孕妇,知情同意后采集羊水行染色体G显带核型分析和SNParray检测,分析检测结果。结果:核型分析、SNParray技术和联合应用的异常检出率分别为11.11%、13.14%和14.70%。依据不同的指征分组,染色体核型分析和SNParray的异常率,无创产前检测(NIPT)高危组最高,胎儿超声异常组次之。SNParray全部检出核型分析发现的59例胎儿染色体数目异常;SNParray在30例核型分析漏诊的胎儿中检测出拷贝数异常(CNV);此外,SNParray能够识别未知片段的来源。SNParray检出的10例嵌合体,全部与核型分析结果一致。核型分析异常而SNParray漏检的有10例,其中8例为平衡异位或倒位,2例为嵌合体。联合分析检出异常的123例胎儿中,经过遗传咨询,79例家属选择终止妊娠,44例家属选择继续妊娠;选择继续妊娠的,44例顺利出生;这些出生的病例均随访至婴儿出生后1年,暂未发现与产前诊断结果不符的病例。结论:G显带染色体核型分析与SNParray技术各有优缺点,联合应用可明显提高产前诊断中染色体异常的检出率,从而为临床诊断与遗传咨询提供更好的指导。

微阵列芯片法和多同源基因序列测序在非结核分枝杆菌菌种鉴定中的差异

目的比较微阵列芯片法和多同源基因序列测序在非结核分枝杆菌(NTM)菌种鉴定中的差异,为NTM感染提供精准诊断依据。方法采用罗氏固体培养法复苏天津市海河医院2016—2019年保存的170株NTM菌株,分别采用微阵列芯片法和同源基因序列[16S rRNA、RNA聚合酶亚基B(rpoB)、热休克蛋白65(hsp65)]测序进行鉴定。以多同源序列测序分析结果为参考,分析微阵列芯片法菌种鉴定的准确性。比较2种方法样本周转时间(TAT)的差异。结果微阵列芯片法鉴定出8个NTM菌种,同源序列测序鉴定出14个。微阵列芯片法无法鉴定出缓慢生长群的猿分枝杆菌、慢生黄分枝杆菌、副瘰疬分枝杆菌和快速生长群的龟分枝杆菌、马德里分枝杆菌、母牛分枝杆菌等10个菌种,多同源序列测序可鉴定出全部的菌种。以多同源序列测序分析结果为参考,微阵列芯片法鉴定错误7株,鉴定到复合群的正确率为90.0%(153/170);16S rRNA、rpoB、hsp65单独和3个同源序列联合分析鉴定到复合群的正确率分别为93.5%、98.8%、99.4%和100.0%。对于微阵列芯片法无法区分的53株龟/脓肿分枝杆菌复合群(MABC),3个同源序列联合测序鉴定出6株龟分枝杆菌、25株MABC脓肿亚种、20株MABC马赛亚种和2株MABC bolletii亚种。微阵列芯片法单个样本鉴定TAT为8 h,170株NTM菌株全部鉴定需要2 d;多同源序列测序单个样本鉴定TAT为3 d,170株NTM菌株全部鉴定约需要5 d。结论微阵列芯片技术可快速鉴定临床常见分枝杆菌。多同源基因序列测序不仅可鉴定临床常见分枝杆菌,还可鉴定微阵列芯片法无法鉴定出的菌种和可能鉴定错误的菌种及其亚种,但所需时间较微阵列芯片法长。

一种检测microRNA表达的微阵列芯片的研制及应用

MicroRNA(miRNA)是一组内源性的非编码RNA,主要功能是采用降解靶mRNA和抑制靶mRNA的翻译两种作用方式调控基因的表达.研究表明miRNA与动植物的发育、细胞生长分化和凋亡、脂肪代谢以及人类重大疾病密切相关.检测特定状态下的组织或细胞的miRNA表达谱对深入研究miRNA的生物学功能具有重要的意义.研制出了一种检测miRNA表达的微阵列芯片,实验结果显示该芯片具有良好的重复性、灵敏度和特异性.利用这个芯片检测了人脑、肝脏和心脏等组织以及HeLa、HepG2和HL60等细胞株的miRNA表达谱,聚类分析结果显示,miRNA表达模式具有组织特异性,不同个体的同一组织的miRNA表达谱可以聚类在一起.最后,用RT-PCR(reversetranscription-PCR)技术检测了不同组织和细胞株中miR-122a、miR-9和miR-124a的表达,结果显示它们分别在肝脏或脑组织中特异高表达,和芯片结果一致.

染色体微阵列芯片联合核型分析在高龄孕妇产前诊断的应用价值

目的探讨染色体微阵列芯片联合核型分析在高龄孕妇产前诊断的应用价值。方法收集2020年1月至2023年3月在广州市花都区妇幼保健院产前诊断中心就诊的孕妇2175例,其中969例(44.55%)高龄孕妇作为本研究的入选孕妇,分别对入选孕妇进行染色体核型分析或CMA检测,并比较两种检测方法的检出率及差异性。结果948例高龄孕妇胎儿染色体核型分析异常检出率为4.11%,607例高龄孕妇胎儿CMA异常检出率为7.58%,586例高龄孕妇胎儿染色体微阵列芯片联合核型分析的异常检出率为8.53%,染色体微阵列芯片的异常检出率高于染色体核型分析的异常检出率(P=0.003),染色体微阵列芯片联合核型分析的异常检出率高于染色体核型分析的异常检出率(P=0.000),高于染色体微阵列芯片的异常检出率(P=0.545)。结论染色体微阵列芯片+核型分析联合诊断,能显著提高产前诊断的异常核型检出率,从而避免了漏诊风险,为胎儿预后评估及夫妻再生育提供科学依据,对降低出生缺陷患儿具有重大的社会效益。

iPDMS多肽微阵列技术多重生物芯片在猪病抗体检测中的应用展望

由中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研发的基于固相载体iPDMS(聚合物涂层聚二甲基硅氧烷)多肽微阵列的多重生物芯片检测技术,其在微阵列蛋白质芯片技术上做了重要的提升与改进,主要解决了固相载体上蛋白质连接不牢固以及随着样本浓度的扩增产生背景噪音太大干扰检测精确度的问题,适用于临床大样本量检测以及现场快速检测。该技术应用于动物疫病防控中猪病多种抗体同时检测,是一个重要突破。本文以此为基础展开了论述,并对此技术日后的发展和创新做出了展望,给动物疫病多病种抗体同时检测领域工作者以启示作用。

微阵列芯片分析成牙骨质细胞矿化过程中microRNA表达谱的差异

目的:诱导小鼠成牙骨质细胞矿化,研究在成牙骨质细胞矿化过程中microRNA表达谱的变化。方法:体外培养小鼠成牙骨质细胞系OCCM30,使用抗坏血酸、β-甘油磷酸钠和地塞米松诱导成牙骨质细胞矿化。实时荧光定量PCR(qPCR)检测碱性磷酸酶和骨钙蛋白表达量变化来验证矿化情况。应用miRNA microarray芯片技术,分析成牙骨质细胞矿化过程中miRNA表达谱的变化。QPCR对芯片结果进行验证。结果:成功诱导了成牙骨质细胞的矿化。MiRNA microarray芯片检测发现成牙骨质细胞矿化过程中miRNA表达谱出现明显改变,其中上调的有4个,下调的有39个。QPCR证明芯片结果准确可靠。结论:建立了小鼠成牙骨质细胞矿化的细胞模型,应用miRNA芯片发现小鼠成牙骨质细胞矿化过程中差异表达的miRNA,提示这些miRNA可能参与成牙骨质细胞矿化过程的调控。

利用微阵列基因芯片研究东海海参(Acaudina leucoprocta)的生理功能

取喂食东海海参60d的ICR小鼠肝脏,制备微阵列基因表达芯片,并与模式小鼠芯片进行杂交,筛选功能基因和差异表达蛋白。从食用海参的鼠肝中共筛选出了4180个基因,其中差异表达基因184个,上调基因107个,下调基因77个。利用MAS.2.0系统对其功能进行分析,结果显示,分子功能上有催化活性的基因占39.86%,结合功能的基因占30.1%,信号转导、分子转导、电子传递、分子马达等功能基因占22.1%。从生化过程分析可见与新陈代谢有关的基因67.4%,调控基因16.2%,发育等相关基因9.1%。从细胞组成元件可见,各种细胞成分为51%,细胞器为21.6%,其差异表达蛋白均为参与细胞信号传导的因子、合成及分解代谢的酶和供能物质。

用寡核苷酸微阵列芯片方法检测常见的食源性致病微生物

研制了1种高通量检测食品中常见致病微生物的寡核苷酸微阵列芯片。该芯片在种的水平可鉴别金黄色葡萄球菌、阪崎肠杆菌、肠出血性大肠埃希氏菌0157：H7、霍乱弧菌、空肠弯曲杆菌、大肠弯曲杆菌、单核细胞增生李斯特菌、乙型溶血型链球菌和副溶血性弧菌；在属的水平可鉴别弯曲肠杆菌属、沙门氏菌属和李斯特氏菌属。研究中利用16S rDNA和沙门氏菌、O157：H7和副溶血性弧菌的特异基因序列设计引物和探针。用参比菌株和实验室自分离的菌株检测该芯片的特异性，结果表明该芯片的特异性良好，在所检测的菌株之间无交叉反应，与同属的其他菌株之间也不存在交叉反应。在鲜活海产品的24h增菌液中添加参比菌株，当样品增菌液中的目的菌的量达到10^6～10^7 CFU／mL时，芯片可以准确检测出目的菌。

应用cDNA微阵列芯片技术筛选猪蛔虫性别差异表达基因的研究

采用cDNA微阵列芯片技术,从所构建的猪蛔虫雌、雄成虫cDNA消减文库分别挑取1 044和1 119个克隆,PCR扩增其插入片段,经纯化后点样于预先处理好的基片上(双点杂交),制备成cDNA微阵列芯片。将分别标记荧光素Cy3-dUTP和Cy5-dUTP的雌虫和雄虫cDNA探针,与制备好的cDNA芯片杂交(平行进行反标杂交试验)。根据每个点杂交后的Ratio值,筛选出双点杂交和正反标中都同时具有表达差异的基因克隆共1 559个。将表达差异最明显的前831个克隆进行测序,获得720个有效序列,经生物信息学分析发现,雄虫特异表达的主要精子蛋白和雌虫特异表达的卵巢信息蛋白的基因序列多数与新杆属线虫存在同源性,有31个可能是新的ESTs。性别差异表达基因及其相关生物信息的获得为下一步研究基因功能奠定了基础。

微流控芯片上的肿瘤组织微阵列构建

研发了一种多层复合微流控芯片,包含64细胞培养微孔阵列,该微阵列集成了细胞进样、水凝胶三维支架形成和持续灌流培养的过程。以MCF-7乳腺癌细胞为模型,连续培养中监测细胞存活率、细胞密度、增殖率和细胞内p H值,并同时进行冰冻切片后免疫组化染色。实验结果显示,乳腺癌细胞在水凝胶微球中增殖形成了类组织结构。E-cadherin及Vinculin在细胞内、细胞间隙均出现较强表达,提示水凝胶微球中细胞建立了细胞-细胞、细胞-间质连接。芯片上连续培养15天内细胞存活率保持在85%以上,细胞增殖率随时间延长而递减。细胞内p H值检测显示芯片3D培养细胞内部呈现明显的酸化,其程度随着细胞密度增大而增加。这种芯片肿瘤组织微阵列构建方法简单高效,有望发展成为肿瘤研究的有力工具。

微流体数字化技术制备基因芯片微阵列

采用以脉冲为微流动基本形态、脉冲当地惯性力为主动力的微流体数字化技术进行了基因芯片微阵列制备实验。在搭建的基于微流体数字化技术的基因芯片微阵列制备系统上,实验验证了脉冲点样系统参量(收敛角2θ、微喷嘴内径d、电压幅值U和驱动频率f)对样点直径和脉冲点样稳定性的影响规律。以实验规律为依据,提出了制备样点直径约为100μm的中等密度微阵列的实验路线,制备出了样点平均直径为102.2μm、微阵列密度约为4 000spot/cm2的基因芯片微阵列(点样溶液为3×SSC柠檬酸盐缓冲液)。得到的研究结果可为建立高密度基因芯片脉冲点样技术提供实验研究基础。

DNA微阵列(或芯片)技术原理及应用

ＤＮＡ微阵列或芯片（ＤＮＡｍｉｃｒｏａｒｒａｙ ｏｒｃｈｉｐ） 技术是近年发展起来的又一新的分子生物学研究工具． 它是利用光导化学合成、照相平板印刷以及固相表面化学合成等技术， 在固相表面合成成千上万个寡核苷酸探针，或将液相合成的探针由微阵列器或机器人点样于尼龙膜或硅片上， 再与放射性同位素或荧光物标记的ＤＮＡ 或ｃＤＮＡ杂交， 用于分析ＤＮＡ突变及多态性、ＤＮＡ测序、监测同一组织细胞在不同状态下或同一状态下多种组织细胞基因表达水平的差异。

生物芯片微阵列分配机器人系统的研制和开发

生物芯片是 2 1世纪的前沿研究领域 ,高密度微阵列技术是生物芯片的技术基础之一 ,而接触式机器人点涂技术作为最重要的微阵列分配技术之一 ,越来越为全世界所重视 .本文介绍了清华大学研制的集成化生物芯片微阵列分配机器人系统 ,以及用这套系统制作生物芯片微阵列的点涂实验及其结果分析 .微阵列分配机器人系统开辟机器人技术新的应用领域 ,为我国在生命科学领域的研究提供新的自动化装备 .

生物芯片微阵列制备方法研究

固定探针 ,即在基片上制备微阵列这一过程是微阵列芯片的关键技术。本文提出了用来评价微阵列制备方法的性能指标 ,如集成度、可靠性等 ;分析了应用最为广泛的预合成后钢针接触式制备微阵列方法的工作原理、关键技术和发展现状 ;

荧光纳米粒子Ru(bpy)_3/SiO_2的制备及其应用于蛋白质微阵列芯片检测HIV p24抗原

以三联吡啶钌(Ru(bpy)3)为内核材料,通过反相微乳液法合成了表面带氨基的核壳结构荧光纳米粒子Ru(bpy)3/SiO2,利用透射电子显微镜、荧光光谱、紫外-可见光谱等手段进行表征,并进行了光稳定性、荧光分子泄露与纳米粒子表面氨基测定等实验,结果表明:所合成的纳米粒子表面带氨基活性基团,每毫克纳米粒子约含385nmol氨基,纳米粒子呈规则球形,大小均一,单分散性好,平均粒径为(70±6)nm,具有很好的光稳定性。用100W氙灯在最大发射波长照射90min后,其荧光强度仅衰减8%;在水溶液中不易发生染料泄露,连续超声1h后,染料泄露少于0.05%。以合成的纳米粒子作荧光探针标记链霉亲和素后应用于蛋白质微阵列芯片检测HIV p24抗原。结果显示,荧光强度与p24浓度呈良好的正相关性,检出限为3.1μg/L。本纳米粒子作为新型荧光探针,可应用于高灵敏检测的蛋白质微阵列芯片及荧光免疫分析等系统。

微阵列基因芯片在新生儿遗传性耳聋筛查中的应用研究

背景新生儿听力筛查在世界范围内广泛开展,在早期发现、诊断和干预方面发挥了重要作用。2012年1月北京市启动了新生儿听力和基因筛查同步工作,同时进行新生儿听力和基因筛查,将发挥重要作用。目的应用微阵列基因芯片对新生儿进行遗传性耳聋筛查,评估新生儿中4个常见遗传性耳聋基因突变的频率、突变类型以及其与遗传性耳聋的相关性,为推广新生儿遗传性耳聋基因筛查提供临床研究证据。方法选取2017年度北京大学第三医院妇产科生殖医学中心检测的17824例新生儿,采集出生3 d后的足跟血,使用微阵列基因芯片进行4个常见遗传性耳聋基因9个突变位点的筛查,对阳性结果进行测序验证。结果新生儿遗传性耳聋基因筛查17824例,检出阳性890例,阳性率为4.99%。其中GJB2基因杂合突变型501例(2.81%),SLC26A4基因杂合突变型290例(1.63%),SLC26A4基因纯合突变型1例(0.01%),线粒体DNA 12S rRNA突变型41例(0.23%),GJB3基因杂合突变型41例(0.23%),双杂合突变型16例(0.09%)。结论新生儿常见遗传性耳聋基因突变以GJB2基因突变、SLC26A4基因突变为主,微阵列基因芯片可以及早有效地检出先天性耳聋、迟发性耳聋及药物性耳聋基因的携带情况。微阵列基因芯片筛查,快速、高效,对遗传性耳聋的早期诊断、早期干预及遗传咨询具有重要意义,提倡推广新生儿听力筛查联合基因筛查。

基于数学形态学的微阵列芯片荧光图像处理与分析

微阵列芯片技术由于其高通量分析的特点被广泛应用在生命科学领域,图像处理与分析是微阵列芯片技术中的一个重要环节.文中主要研究了基于数学形态学的微阵列芯片图像处理及数据提取方法,该方法采用形态学重构对图像投影产生的一维信号进行处理,进而完成对图像样点阵列的网格划分,运用自适应阈值分割算法对每个网格内的样点进行了图像分割,运用前景和背景校正的方法对样点的光密度值进行提取.结果显示,该算法具有简单、快速、易于实现,对样点形状没有限制而且精确度高等特点.

一种检测小鼠转录因子活性的微阵列芯片的构建及应用

转录因子是一类具有序列特异性的双链DNA结合蛋白.在哺乳动物细胞中,一个转录因子可以调控多个靶基因,一个基因也同时受到多个转录因子的调控,从而形成复杂的基因表达网络调控机制.在蛋白质水平检测特定状态下组织或细胞中的转录因子活性对深入研究基因表达调控的分子机制具有重要的意义.针对TRANSFAC数据库提供的226个小鼠转录因子的PSSM,设计了240个转录因子结合探针,构建了可以在蛋白质水平同时检测约200个小鼠转录因子的微阵列芯片,实验结果显示:a.针对含有不同DNA结合结构域的7个转录因子,进行依赖于抗体的转录因子活性检测,结果证明该芯片具有良好的特异性;b.针对NFκB转录因子纯品,芯片的检测灵敏度可以达到0.5nmol/L,线性范围为0.5～20nmol/L,表明芯片具有较高的灵敏度和良好的定量能力;c.针对经典的IKK,JNK信号通路和JAK/STAT信号通路,该芯片可以检测到其关键转录因子的活性变化,证明芯片的可靠性;d.针对小鼠前脂肪细胞系3T3-L1的分化,该转录因子活性芯片不但检测到了已经报道的活性发生变化的转录因子,如PPAR家族和C/EBP家族外,还发现了以前没有报道过的SRF等,充分显示了芯片技术的高通量优势和发现新数据的能力.

一种基于寡核苷酸微阵列芯片的多重可扩增探针杂交技术

多重可扩增探针杂交技术 (multiplexamplifiableprobehybridization ,MAPH)是近年来发展起来的一种用于基因组中DNA拷贝数检测的新技术。并发展了一种基于寡核苷酸微阵列芯片的MAPH技术。该方法根据所检测的DNA序列 ,制备若干具有通用引物的PCR产物作为可扩增探针组 ,与固定在尼龙膜上待测的基因组DNA杂交。用磁珠回收特异性杂交的探针 ,经生物素标记的通用引物扩增后 ,与相应的寡核苷酸微阵列芯片杂交。该特异性的寡核苷酸微阵列芯片包括 10个抗肌营养不良基因的外显子探针和阴性、阳性探针。杂交清冼后 ,链霉亲和素 Cy3染色用芯片扫描仪得到杂交的荧光图像。分析荧光信号的强度差异给出特定基因片段拷贝数的变化。该方法用微阵列技术代替MAPH中的电泳检测技术 ,可大幅度增加检测的通量。选择了一个正常男性、一个正常女性和一个肌营养不良症患者的基因组DNA来进行验证。结果表明 。