生物芯片技术的发展与应用

生物芯片的概念于20世纪90年代初期提出．之后便涌现出大量关于生物芯片的报道．尤其是进入21世纪，随着生物芯片技术所涉及的物理、化学、生物等技术的快速发展，生物芯片技术取得了很好的进展．技术平台日益稳定．开发的产品越来越多，已经在生命科学，药物研发，临床疾病检测与诊断．环境，农林业等领域中得到了广泛的应用。本文对生物芯片技术的原理、制备、试验设计和应用等方面进行了简要的综述。

生物芯片数据处理和分析方法

生物芯片的广泛应用产生大量的数据,如何处理和分析这些数据以得到有意义的结果,是生物信息学重要的研究课题之一。本文简单介绍了常用的数据预处理、差异基因筛选,聚类分析方法和数据的网络存储。

从整体论到系统生物学进行肾虚和衰老的研究

中医学对世界医学的贡献之一就是整体观,我们从整体观出发研究了肾阳虚证与下丘脑-垂体-靶腺轴功能紊乱的联系;采用基因芯片技术研究老年大鼠(肾虚证)及中药干预后下丘脑-垂体-肾上腺-胸腺(HPAT)轴的分子网络调控规律;通过基因芯片也揭示存在于老年大鼠下丘脑、垂体、肾上腺、淋巴细胞、骨骼、肝脏、肾脏等与"肾"相关组织的神经-内分泌-免疫以及神经-内分泌-骨代谢两大基因网络路线,从而推进"证"的整体性研究。近年按照系统生物学的动态、干预、多层面整合的要求,在全基因组转录水平、代谢组和单个衰老相关信号通路3个不同层面揭示衰老在不同层面的共同规律;揭示出基因的时空关联随着衰老进程逐渐弱化;并且中药淫羊藿总黄酮能有效改善衰老在上述两方面的系统改变。因此从整体观到系统生物学的转变可能促进中医学进入现代生命科学领域。

微孔板蛋白质芯片技术应用于单克隆抗体分型研究

设计与构建了可用于单克隆抗体分型鉴定的微孔板蛋白质芯片,利用该芯片进行了12株单克隆抗体和2种多克隆抗体的分型鉴定,并与ELISA方法进行了对比。结果表明,蛋白质芯片方法对单克隆抗体和多克隆抗体进行鉴定的结果,与ELISA方法进行鉴定的结果一致;与ELISA方法相比,蛋白质芯片的方法降低了试剂与样品的用量,缩短了工作时间,提高了工作效率。对于高通量的单克隆抗体制备体系,单克隆抗体分型蛋白质芯片是一种敏感、快捷的分型鉴定工具。

多重PCR结合基因芯片技术检测11种致病菌方法的建立

目的建立一种运用多重PCR方法结合基因芯片技术快速、准确检测11种常见致病菌的方法。方法筛选志贺氏菌、肠炎沙门氏菌、伤寒沙门氏菌、大肠杆菌O157、副溶血性弧菌、普通变形杆菌、蜡样芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌、产气荚膜梭菌、空肠弯曲菌的特异基因作为目的基因。设计相应的引物及探针,进行多重PCR扩增,制备寡核苷酸芯片。将多重PCR扩增产物与带有11种特异探针的基因芯片杂交。用扫描仪扫描,判定细菌种类。结果该基因芯片可特异性地检测11种致病菌,具有良好的特异性,基因组DNA检测灵敏度可达2×10-3ng。结论多重PCR结合基因芯片技术检测11种不同致病菌的方法特异性好,灵敏度高,具有较好的实用性。

水体中致病菌快速检测的基因芯片技术研究

目的探讨基因芯片技术行水体致病菌快速检测的方法。方法采用基于单碱基延伸标签反应的基因芯片方法,对金黄色葡萄球菌、肠炎沙门菌、单核细胞增生李斯特菌、志贺菌、军团菌、肺炎克雷伯菌、肠出血性大肠埃希菌O157:H7、幽门螺杆菌、大肠埃希菌、霍乱弧菌、结核分枝杆菌、鼠疫耶尔森菌、炭疽芽孢杆菌等13种可能存在于水体中的致病菌进行检测。结果该基因芯片可同时特异性地检测13种致病菌,基因组DNA检测灵敏度可达0.2pg,以肠炎沙门菌为单一检测对象的细菌纯培养物灵敏度可达1.0×103cfu/ml;配合浓缩集菌设备,整个检测时间可缩短至8h以内;用所制备的基因芯片检测模拟和实际水样,准确率达100%。结论该基因芯片检测水体致病菌操作简单,速度快,灵敏度高,稳定性和重复性好。

测序法及液相芯片杂交法对生殖道人乳头瘤病毒感染分型的比较

目的探讨人乳头瘤病毒(HPV)分型方法在临床标本应用中的特异性及敏感性。方法采用通用型引物用PCR方法对尖锐湿疣及宫颈细胞内瘤变组织标本进行HPV DNA检测,测序法及液相芯片杂交法(luminex法)对其进行分型。结果在单型感染中测序法较为准确,而在多型感染中luminex法占一定优势。结论测序法结合luminex法可以运用在HPV感染标本中的分型。

蛋白质芯片技术应用于高通量单克隆抗体制备研究

针对在传统的单克隆抗体制备过程中进行特异性筛选时大量的人力消耗,建立了一种联合应用蛋白质芯片进行单克隆抗体制备的方法。用8种重组蛋白分别免疫BALB/c小鼠,在传统的细胞融合的基础上,将8种抗原免疫的杂交瘤阳性细胞混合后进行克隆化、蛋白质芯片筛选,阳性细胞有限稀释克隆化制备相关抗体。实验结果:混合克隆化共得到单克隆细胞175孔,经蛋白质芯片筛选出阳性孔119孔,选择针对单一抗原阳性的细胞连续2轮克隆化,8种重组蛋白各获得单克隆抗体细胞株1株。与经典的单克隆抗体制备相比,蛋白质芯片筛选与混合克隆化技术联合应用于单克隆抗体制备,1个筛选周期获得了8种重组蛋白的单克隆抗体细胞株,提高了单克隆抗体的制备效率,节省了在筛选中的抗原用量,提供了一种经济、快速、简便的方法。

基因芯片技术筛选大肠癌肝转移差异表达基因

目的:利用基因芯片技术研究大肠癌肝转移基因表达的改变及其相关基因。方法:收集手术切除5例大肠癌合并肝脏转移患者的原发和转移病灶的新鲜组织标本,提取总RNA,合成荧光标记的cRNA与Agilent human 1A oligo芯片杂交。挑选10个差异表达基因,分别设计引物,用实时RT-PCR法定量测定21例术中收集的新鲜原发和转移标本中各基因的表达水平,并比较和分析其表达差异。结果:以表达差异≥2.0或≤0.5倍为限,在5对标本中,共同上调110个基因,共同下调96个基因。挑选10个差异表达基因的实时RT-PCR结果与芯片结果完全相符。结论:大肠癌肝转移涉及众多基因表达的改变,应用基因微矩阵有助于发现基因变化的规律及其分子机理的深入研究。

浓缩富集+基因芯片快速检测水体中致病菌

为了实现对水体致病菌的快速检测和监控，研究开发了一套预浓缩富集配合基因芯片检测的方法，对模拟和实际水样进行了检测，并与传统检测方法进行了比较。结果表明，通过对水样的浓缩集菌，基因芯片对致病菌的检出率（以肠炎沙门氏菌为单一检测对象）达到1．0×10^3cfu／mL，较原来提高了100倍；可以在8h内同步完成13种对人类有重大危害的致病菌的快速检测。

基因芯片技术的发展和应用

基因芯片技术是以基因序列为分析对象的生物芯片．是技术最成熟、最早进入应用和实现商业化的生物芯片。基因芯片是把大量已知序列探针集成在同一个基片上，经过标记的靶核苷酸序列与芯片特定位点上的探针杂交，通过检测杂交信号，对细胞或组织中大量的基因信息进行检测与分析。1991年Affymetfix公司的Fodor等人应用光刻技术研发了世界上第一张基因芯片。

蛋白质芯片技术的发展与应用

蛋白质芯片（proteinchip），狭义上可以称为蛋白质微阵列（proteinarray），是继基因芯片后发展起来的生物检测技术，是蛋白质组学研究中除了酵母双杂交、双向电泳技术、质谱技术等之外的一种重要的工具。蛋白质芯片是一种高通量的蛋白质功能分析技术，具有平行、快速、自动化的优点，

线粒体功能障碍在神经病理性疼痛中的作用机制研究进展

神经病理性疼痛患病率高,发病机制复杂,一直是难以解决的临床问题。线粒体功能障碍在外周和中枢层面均与神经病理性疼痛的发病密切相关,其病理机制涉及线粒体能量生成障碍、氧化应激、胞内Ca^(2+)稳态失调以及线粒体质量控制失调等方面,最终导致神经炎症、神经元自发放电或神经细胞的凋亡。临床上,某些改善神经病理性疼痛药物的效应机制也被发现与调控线粒体功能相关,表明调控线粒体功能障碍可能是一种有效治疗神经病理性疼痛的策略之一。未来,应围绕抗氧化应激与线粒体质量控制开展更多的机制研究。

食品企业污水中细菌的基因芯片快速检测技术

食品企业污水中含有各种无机污物和有机污物,其中夹带的致病菌将导致多种疾病的爆发和流行,严重威胁着人类的健康。传统的细菌分离、培养和鉴定技术操作繁琐且耗时长(一般需4～7d)。为了快速、准确地检测食品企业污水中存在的细菌,建立了一种采用基因芯片技术对食品企业污水中常见细菌检测和鉴定的实验方法(需时4h)。实验中设计了8对特异引物并成功分成2组混合引物进行多重 PCR 反应:引物Ⅰ为 Kp+HyA+InvA+ipaH,引物Ⅱ为 Cadc+Oprl+Ent+23SrRNA,效果良好。实验确定了适宜的PCR 反应循环数为35个循环,适宜的杂交温度为48℃。用实验制备的基因芯片对模拟水样检测结果的准确率达100%,说明该基因芯片对目的细菌特征基因的检测结果是可靠的。用该方法对食品企业污水水样进行检测具有高准确率,为今后更大规模的检测研究奠定了基础。

组织芯片技术、应用及其发展

1概述 随着基因组、转录组及蛋白组的广泛、深入开展，研究者们发现了大量重要的基因与蛋白质，有望作为疾病预测（prediction）、预防（prevention）、疾病（早期）诊断及个性化治疗（personalized therapy）的分子靶标或药物作用靶点。并迫切需要一种高通量的研究工具来进一步探讨这些生物大分子在人体组织中的表达与疾病的内在联系．

真核生物mRNA选择性剪接体检测方法研究进展

选择性剪接是指从一个mRNA前体中通过不同的剪接方式(选择不同的剪接位点组合)产生不同的mRNA异构体的过程。它是一种在转录后RNA水平调控基因表达的重要机制,也是蛋白质组多样性的重要机制。选择性剪接的鉴定对不同的mRNA异构体的研究具有重要作用。本文简要综述了检测选择性剪接的主要方法:RT-PCR,生物信息学方,以及生物芯片的进展。

肝脏类器官芯片在生物医学中的研究进展

肝脏类器官芯片是一种基于三维培养并搭配微流控系统的特殊芯片。肝脏类器官可依托芯片技术,在体外构建出具有三维结构的人体肝脏生理微系统。该文概述了肝脏类器官芯片在生物医学领域的最新研究成果,归纳总结包括三维肝细胞芯片、肝血窦芯片和肝小叶芯片在内的不同类型的肝脏类器官芯片特点,分析肝脏类器官芯片领域发展面临的诸多机遇和挑战,展望了肝脏类器官芯片未来的发展方向。肝脏类器官芯片技术将为人类疾病和健康领域开创新的研究途径。

银杏叶提取物GBE50对培养细胞内胆固醇代谢的影响

目的研究银杏叶提取物GBE50对不同培养细胞内胆固醇含量的影响,及对HepG2细胞内胆固醇代谢相关基因HMGCR和SREBF2表达的调节。方法采用MTT法观察了GBE50对HepG2细胞生长的影响,用胆固醇氧化酶终点法检测GBE50对培养细胞HepG2、HUVEC、SH-SY5Y总胆固醇含量的影响;用荧光实时定量PCR技术检测了药物处理后HMGCR和SREBF2基因表达水平在HepG2细胞中的改变。结果GBE50在不影响HepG2细胞的增殖的剂量下可不同程度降低培养细胞HepG2,HUVEC内总胆固醇含量。对HepG2细胞内总胆固醇的影响呈一定的剂量及时间-效应关系,同时可以调节其中HMGCR、SREBF2基因的表达。结论GBE50可有效降低部分培养细胞内总胆固醇的含量,部分胆固醇代谢相关基因表达量的改变可能是GBE50调节HepG2细胞内胆固醇水平的机制之一。

基因芯片技术检测3种食源性致病微生物方法的建立

建立一种运用多重PCR和基因芯片技术检测和鉴定志贺氏菌、沙门氏菌、大肠杆菌O157的方法,为3种食源性致病菌的快速检测和鉴定提供了准确、快速、灵敏的方法。分别选取编码志贺氏菌侵袭性质粒抗原H基因(ipaH)、沙门氏菌肠毒素(stn)基因和致泻性大肠杆菌O157志贺样毒素(slt)基因设计引物和探针,进行三重PCR扩增,产物与含特异性探针的芯片杂交。对7种细菌共26株菌进行芯片检测,仅3种菌得到阳性扩增结果,证明此方法具有很高的特异性。3种致病菌基因组DNA和细菌纯培养物的检测灵敏度约为8pg。对模拟食品样品进行直接检测,结果与常规细菌学培养结果一致,检测限为50CFU/mL。结果表明:所建立的基因芯片检测方法特异性好,灵敏度高,为食源性致病菌的检测提供了理想手段,有良好的应用前景。

银杏叶提取物GBE50对缺氧致内皮细胞功能的影响

目的初步探讨缺氧对人脐静脉内皮细胞功能的影响,以及银杏叶提取物GBE50在其中的作用。方法应用流式细胞技术、TUNEL、RT-PCR及Western blot等方法,探讨缺氧及GBE50对内皮细胞功能的影响。结果缺氧干预内皮细胞24h后,细胞活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平及早期、晚期凋亡率均明显增加,伴随内皮素(endothelin-1,ET-1)mRNA水平及内皮型一氧化氮合成酶(endothelial oxidesynthase,eNOS)蛋白水平的升高。缺氧前4h给予GBE50干预后发现,GBE5025μg/ml时可显著降低细胞早期及晚期凋亡率及ET-1mRNA水平(P<0.05),部分降低因缺氧导致的ROS水平及eNOS蛋白表达的增高(P>0.05)。结论缺氧可导致血管内皮功能障碍,而GBE50可部分或显著逆转缺氧所致的内皮功能障碍,GBE50对缺氧所致的内皮功能障碍有一定的保护作用。