生物芯片ppt-基因芯片的研究和应用.pptx

基因芯片及其应用一、基因芯片的基本概念一、基因芯片的基本概念概 念主要指通过平面微细加工技术在固体芯主要指通过平面微细加工技术在固体芯片表面构建的微流体分析单元和系统，以实现对片表面构建的微流体分析单元和系统，以实现对细胞、蛋白质、核酸以及其它生物组分的准确、细胞、蛋白质、核酸以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的检测。快速、大信息量的检测。是最重要的一种生物芯片。是最重要的一种生物芯片。是继大规模集成电路之后的又一次具有是继大规模集成电路之后的又一次具有深远意义的科学技术革命。深远意义的科学技术革命。生物芯片生物芯片阵列型阵列型仪器型仪器型化化合合物物药药物物核核酸酸多多肽肽蛋蛋白白质质受受体体细细胞胞细细胞胞器器病病毒毒微微小小组组织织样样品品筛筛选选浓浓缩缩放放大大毛毛细细管管电电泳泳电电介介质质电电泳泳色色谱谱质质谱谱微微型型光光谱谱仪仪芯芯片片实实验验室室技术是通过技术是通过微阵列微阵列技术技术, 将高密度将高密度DNA片段阵列通过高速机器人或片段阵列通过高速机器人或原位合成方式原位合成方式以一定以一定的顺序或排列方式使其附着在如玻璃片等固相表的顺序或排列方式使其附着在如玻璃片等固相表面，以荧光标记的面，以荧光标记的DNA探针，借助碱基互补杂交探针，借助碱基互补杂交原理，进行大量的基因表达及监测等方面研究的原理，进行大量的基因表达及监测等方面研究的最新革命性技术。最新革命性技术。技术巨大优势在于它可以技术巨大优势在于它可以并行并行地地宏量宏量获取获取生物信息，借助此技术发展的生物芯片则提供了生物信息，借助此技术发展的生物芯片则提供了以核酸杂交为基础的基因水平的表达监控，多态以核酸杂交为基础的基因水平的表达监控，多态性研究和性研究和Genotyping。从而使我们对基因表达调从而使我们对基因表达调控有更深入的了解。控有更深入的了解。基因芯片的重要性可以与基因芯片的重要性可以与5050年代年代 把单个晶体管组装成集成电路芯片相比，把单个晶体管组装成集成电路芯片相比，它将会对廿一世纪生命科学它将会对廿一世纪生命科学 和医学的发展产生无法估计的影响。和医学的发展产生无法估计的影响。Two Kinds of DNA Microarraysgene expressiongenomic DNA detectiongene expressionSNP genotypinggene mutationon-chip synthesisspottingFSolid support (glass, membrane, plastic, silicon)FMiniaturized array of DNA (genetic material)FWork on the biochemical principle of DNA/DNA hybridizationFHybridized probes (DNA molecules) are fluorescently labeledLabel fluorescentlyby nick translationLab on a chipMicroarray二、基因芯片的检测系统Image analysis生物芯片的应用 生物学与医学研究生物学与医学研究- 基因表达谱、功能基因组等 临床诊断和其他生物检测临床诊断和其他生物检测- 与其他检测手段的竞争 个人基因档案个人基因档案- 个体化医学、药物开发计算机辅助药物筛选高通量虚拟筛选方法蛋白质蛋白质相互作用识别，信号传导系统、代谢途径的分子模拟，蛋白质折叠和构象变化的长时分子动力学模拟.计算机辅助先导化合物设计、药物设计目前市场情况: 基因芯片基因芯片: 90%- 药物筛选药物筛选:40%- 诊断诊断:10%- 基因型检测基因型检测: 25% 芯片实验室芯片实验室: 1%