生物芯片及其在医药领域中的应用
生物芯片,,生物芯片;微阵列;蛋白质芯片;组织芯片,1生物芯片的概念及其特点,2生物芯片的类型,3生物芯片在医药领域中的应用,4展望
摘 要 本文就生物芯片的概念、特点、类型和在医药领域中的应用作一简单介绍,着重介绍蛋白质芯片和组织芯片。蛋白质芯片可用于寻找疾病生物学标志物、研究蛋白质相互作用、寻找药物或毒物新靶点等;组织芯片可用于基因表达分析、寻找与临床治疗及预后有关的标志物、发现新的候选癌基因或抑癌基因等。关键词 生物芯片;微阵列;蛋白质芯片;组织芯片
人类基因组图谱的初步分析表明,人类基因组由31647亿个碱基对组成,共有(3.0～3.5)万个基因。同时科学家发现了300多万个所谓的“单核苷酸多态性”。这种“单核苷酸多态性”导致了每个人的与众不同。虽然目前已经积累了大量的基因序列数据，但是这些基因在表达调控、机体分化等方面的生物学意义了解得并不多。将基因的序列与功能关联起来,深入了解基因的生物学功能是现代生物学面临的最大挑战,完成这一任务迫切需要能够进行大量、快速、平行研究的技术方法,为此一些相关的新兴基因分析技术层出不穷,其中以生物芯片尤为瞩目。
1 生物芯片的概念及其特点
1.1 生物芯片的概念
生物芯片(biochip)，又称微阵列(microarray)是指在面积不大的基片表面(玻璃、硅片等)上有序地排列上可寻址的识别分子，在特定条件下与目的分子进行结合或反应，其反应结果用同位素法、化学荧光法、化学发光法或酶标法显示，然后用精密扫描仪记录，最后通过计算机计算软件分析，综合成可读的IC信息。
1.2 生物芯片特点
1.2.1 高度并行性
生物芯片可以从疾病及药物两个角度对生物体的多个参量进行研究以发掘筛选靶标并同时获得大量的其他相关信息。这种高度并行性极大地加快了实验进程,有利于对生物芯片技术所展示的图谱进行快速对照阅读。
1.2.2 多样性
可在单个芯片上进行样本的多方面分析比较,排除了一系列复杂因素导致的各比较实验的内在差异,使一次性多样本比较性分析的精确性大为提高。
1.2.3 微型化
这是生物芯片微加工技术特有的优势，它通过缩微技术，将生命科学研究中许多不连续的、离散的分析过程连续化和微型化。一方面大大减少了试剂用量,使反应容积变小,样本浓度增加,反应动力学速度加快;另一方面减少分析成本，保证芯片制造过程中的质量稳定。
2 生物芯片的类型
根据芯片制作工艺,生物芯片可分为电子芯片、三维芯片、流过式芯片和石英谐振DNA生物传感器芯片等；根据储存的生物信息的类型,生物芯片又可分为寡核苷酸芯片、cDNA芯片、蛋白质芯片和组织芯片等 ......
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