生(shēng)物芯片,又稱蛋白芯片或基因芯片,它們起源于DNA雜交探針技(jì)術(shù)與半導體(tǐ)工業技(jì)術(shù)相結合的結晶。該技(jì)術(shù)系指将大(dà)量探針分子固定于支持物上(shàng)後與帶熒光标記的DNA或其他樣品分子(例如蛋白,因子或小(xiǎo)分子)進行(xíng)雜交,通(tōng)過檢測每個(gè)探針分子的雜交信号強度進而獲取樣品分子的數(shù)量和(hé)序列信息。
生(shēng)物芯片(biochip或bioarray)是根據生(shēng)物分子間(jiān)特異相互作(zuò)用的原理(lǐ),将生(shēng)化分析過程集成于芯片表面,從而實現對DNA、RNA、多(duō)肽、蛋白質以及其他生(shēng)物成分的高(gāo)通(tōng)量快速檢測。狹義的生(shēng)物芯片概念是指通(tōng)過不同方法将生(shēng)物分子(寡核苷酸、cDNA、genomic DNA、多(duō)肽、抗體(tǐ)、抗原等)固着于矽片、玻璃片(珠)、塑料片(珠)、凝膠、尼龍膜等固相遞質上(shàng)形成的生(shēng)物分子點陣。因此生(shēng)物芯片技(jì)術(shù)又稱微陳列(microarray)技(jì)術(shù),含有(yǒu)大(dà)量生(shēng)物信息的固相基質稱為(wèi)微陣列,又稱生(shēng)物芯片。生(shēng)物芯片在此類芯片的基礎上(shàng)又發展出微流體(tǐ)芯片(microfluidics chip),亦稱微電(diàn)子芯片(microelectronic chip),也就是縮微實驗室芯片。
芯片的概念取之于集成的概念,如電(diàn)子芯片的意思就是把大(dà)的東西變成小(xiǎo)的東西,集成在一起。生(shēng)物芯片也是集成,不過是生(shēng)物材料的集成。像實驗室檢測一樣,在生(shēng)物芯片上(shàng)檢查血糖、蛋白、酶活性等,是基于同樣的生(shēng)物反應原理(lǐ)。所以生(shēng)物芯片就是一個(gè)載體(tǐ)平台。這個(gè)平台的材料則有(yǒu)很(hěn)多(duō)種,如矽,玻璃,膜(纖維素膜)等,還(hái)有(yǒu)一些(xiē)三維結構的多(duō)聚體(tǐ),平台上(shàng)則密密麻麻地擺滿了各種生(shēng)物材料。芯片隻是一個(gè)載體(tǐ)。做(zuò)什麽東西、檢測什麽,還(hái)是靠生(shēng)物學家(jiā)來(lái)完成。也就是說,原來(lái)要在很(hěn)大(dà)的實驗室中需要很(hěn)多(duō)個(gè)試管的反應,現在被移至一張芯片上(shàng)同時(shí)發生(shēng)了。
生(shēng)物芯片制(zhì)備方法
包括原位合成和(hé)預合成後點樣。
原位合成:适用于寡核苷酸,通(tōng)過光引導蝕刻技(jì)術(shù)。已有(yǒu)P53、P450,BRCAI/BRCA2 等基因突變的基因芯片。
預合成後點樣:是将提取或合成好的多(duō)肽、蛋白、寡核苷酸、cDNA、基因組DAN等通(tōng)過特定的高(gāo)速點樣機器(qì)人(rén)直接點在芯片上(shàng)。該技(jì)術(shù)優點在于相對簡易低(dī)*,被國內(nèi)外廣泛使用。
接觸式點樣:是指打印針從多(duō)孔闆取出樣品後直接打印在芯片上(shàng)。打印時(shí)針頭與芯片接觸。優點是探針密度高(gāo),通(tōng)常一平方厘米可(kě)打印2500個(gè)探針。缺點是定量準确性及重現性不太好。
非接觸式點樣:針頭與芯片保持一定距離。優點是定量準确重現性好,缺點是噴印的斑點大(dà),密度低(dī)。通(tōng)常一平方厘米隻有(yǒu)400點。但(dàn)是**公司能把噴印點直徑大(dà)小(xiǎo)由150-100μm降到30-25μm。可(kě)将哺乳動物整個(gè)基因組DNA點陣于一張芯片上(shàng)成為(wèi)可(kě)能。