基因芯片在生物医学工程 上的使用介绍 1 MADE BY 彭伟 2 论文结构 原理 基因芯片在生 物医学工程中 的使用介绍 使用 定论 展望 MADE BY 彭伟 3 基因芯片基本原理 基因芯片即DNA芯片的原理是依据核酸分子碱 基互补配对的准则，使用信息技能、微电子、 精密机械和光电子等技能将DNA分子片段摆放 在支持物外表构成微点阵，符号的样品分子与 微点阵上的DNA分子杂交后，能够高通量大规 模地剖析检测样品中多个基因的表达情况或特 定基因的存在。 MADE BY 彭伟 4 MADE BY 彭伟 5 基因芯片的制造技能 基因芯片的整个剖析进程首要能够分为四个过程，即芯片点阵的构 建、样品的制备、生物分子反响和信号检测与剖析。1、芯片点阵 的构建：制备芯片首要选用外表化学的办法处理载体，然后使探针 分子依照特定的摆放顺序摆放在载体上。基因芯片依据探针制备及 固定办法的不同又能够分为寡核苷酸芯片和cDNA芯片，其间寡核 苷酸的制备办法依据是否需求事前组成寡核苷酸分为原位组成和合 成后微点样两大技能，而原位组成法又分为光导化学组成法、分子 印规矩、原位喷印组成法等；2、样品的制备与符号：生物样品往 往是非常复杂的生物分子混合体，一般不能直接与芯片反响，有必要 进行生物处理，并进行体外扩增，然后加以符号才能使方针基因杂 交后有满足强度的信号，供检测用；3、生物分子反响：芯片上生 物分子之间的反响时检测的要害一步，靶标样品核酸与探针之间发 生挑选性反响，反响两边中一方固定在芯片上，而另一方则在符号 后加样至芯片上；4、信号的检测与剖析：固定在芯片上的探针与 芯片符号的方针DNA或RNA杂交后，有必要经过芯片扫描仪将芯片测 定效果转变成可供剖析处理的图画数据。 MADE BY 彭伟 6 原位光导组成法原理示意图 MADE BY 彭伟 7 分子印规矩组成原理示意图 MADE BY 彭伟 8 三 基因芯片在医学方面的使用 基因芯片是生物芯片技能中研讨最深化、实用性 最强、最早投入使用的技能之一，基因芯片技能作为 一种先进的、大规模、高通量的检测技能, 既能够使用 于表达差异基因的挑选和寻觅新基因、基因测序等方 面；也能够对来源于不同个别安排细胞周期发育阶段 分解阶段病变下的细胞内的mRNA或逆转录产品 cDNA进行检测；还能够进行整个基因组规模的基因 表达剖析，使用基因表达谱剖析，结合代谢组学和蛋 白组学研讨，说明植物抗逆机制和开掘植物窘境钳制 呼应相关基因方面。 MADE BY 彭伟 9 一、杨若松等学者树立了4种猪群常见病毒基因芯片检测办法 并对办法进行了推广使用； 二、栾德琴等使用基因芯片技能研讨隐性白鸡不同时期肌肉组 织的相关差异表达基因； 三、贾少丹等运用基因芯片技能进行了哮喘患者相关基因的筛 选和剖析； 四、马娟等使用基因芯片技能剖析血管严重素原基因多态性与 冠心病的联系； 五、时伟红等研讨了基因芯片挑选胃癌及肿瘤球细胞差异表达 基因； 六、彭贤慧等树立可视化基因芯片技能检测肠道病毒办法； 七、宋桂芹等进行了试验性本身免疫性脑脊髓炎小鼠模型的基 因芯片研讨[； MADE BY 彭伟 10 定论和展望 从上面说到的以及很多未说到的基因芯片的使用实例中，咱们能够 看出基因芯片技能能够主动快速地检测出不计其数个基因的表达情 况, 能够对临床病例进行快速、精确的确诊剖析, 辅导临床用药和疾 病的防备, 削减疾病带来的经济损失。尽管现在该范畴仍存在许多技 术问题有待处理和改善，如芯片检测的特异性、重复性、灵敏度、 定量化、芯片产品质量的标准化、数据处理及试验操作的标准化、 芯片的稳定性等，还有在进步信号检测的灵敏度，高度集成化样品 的制备，检测仪器的研发、开发及微型化等方面尚有很多问题未得 到抱负的处理，但咱们现已看到，在短短十几年的时间内，基因芯 片技能在生物学、医学、农业、环保、食物等范畴现已取得了丰盛 的效果。在往后的研讨发展中，生物芯片将会环绕还存在的问题进 行研讨，进步芯片的特异性、简化性、精确性，完成集成化、微型 化和便携化。作为一项新式的技能，基因芯片技能天经地义得到了 我国以及全世界的高度重视，我国政府斥巨资进行基因芯片研讨， 并且基因芯片已在上海进入了产业化阶段，而纵观全世界，很多国 家的生物芯片的研讨和开发已进入产业化的初级阶段。 MADE BY 彭伟 11 MADE BY 彭伟 12 MADE BY 彭伟
