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蛋白质芯片

蛋白质芯片
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概述(深圳市科润达生物工程有限公司竭诚为您服务)
 

蛋白质芯片亦被称为蛋白质微阵列, 蛋白芯片的技术zui早由Roger Ekin在上世纪80年代就已提出,它是将大量蛋白质分子按预先设置的排列固定于一种载体表面形成微阵列, 根据蛋白质分子间特异性结合的原理, 构建微流体生物化学分析系统, 以实现对生物蛋白分子准确、快速、大信息量的检测, 是一种高通量、微型化和自动化的蛋白质分析技术. 简单地说, 就是一次试验中同时检测几百甚至几千种目标蛋白/多肽的分析技术.
 


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基本原理(深圳市科润达生物工程有限公司竭诚为您服务)

将各种蛋白质有序地固定于滴定板、滤膜和载玻片等各种载体上,然后,用标记了特定荧光的蛋白质或其他成分与芯片作用, 经漂洗将未能与芯片上的蛋白质互补结合的成分洗去,再利用荧光扫描仪或激光共聚焦扫描技术, 测定芯片上各点的荧光强度,通过荧光强度分析蛋白质与蛋白质之间相互作用的关系,由此达到测定各种蛋白质的目的.
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 固定在芯片上的蛋白可以是:抗原、抗体、小肽、受体和配体、蛋白质-DNA和蛋白质-RNA复合物等.
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而抗体芯片是蛋白质芯片的主要类型,它的称谓来源于免疫学角度,由于其在微生物感染检测中巨大的潜在应用价值而引起人们广泛的兴趣,是研究中进展速度较快的一个分支。其主要检测方法有双抗体夹心法,样品标记法.
 
 
以Raybiotech公司的抗体芯片为例:

夹心法的原理图:
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捕获抗体排列于膜或玻片上,加入样品孵育,再加入目标蛋白的生物素标记抗体,zui后,HRP-链霉亲和素或荧光素-链霉亲和素用于检测芯片信号。
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样品标记法原理图:
 


样品中的蛋白用生物素标记,然后与捕获抗体一起孵育,对照蛋白加入到样品中来监测整个反应过程,包括生物素标记和标准化。结合在芯片上的蛋白利用HRP-链霉亲和素来检测,zui后采用化学光或者HiLyte™Fluor 555-链霉亲和素来检测信号。
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一般分类
根据应用分类:
    1.蛋白检测芯片---- 将具有高度亲和特异性的探针分子(如单克隆抗体)固定在基片上,用于识别复杂生物样品中的目标蛋白/多肽。根据检测方法,不同蛋白质检测芯片又可进一步分为正相蛋白质检测芯片和反相蛋白质检测芯片。
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正相蛋白质检测芯片首先用不同的荧光标记物对样品中的拟研究的蛋白质进行标记, 再将这些样品在抗体微阵列上进行温育, 然后用生物芯片扫描仪检测各个阵列分子点上荧光信号。(深圳市科润达生物工程有限公司竭诚为您服务)




反相蛋白质检测芯片是用破碎的微量组织或者细胞样品点样制成的芯片, 代表在某种状态下整个细胞的蛋白质,然后用特定抗体进行检测。(深圳市科润达生物工程有限公司竭诚为您服务)



2.蛋白功能芯片----天然蛋白点加在基片上,了解体系中哪种蛋白能与已知的某种蛋白结合,用于天然蛋白活性及分子亲和性研究。(深圳市科润达生物工程有限公司竭诚为您服务)



 
 
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根据载体分类

1玻片芯片(深圳市科润达生物工程有限公司竭诚为您服务)

 
(图为Raybiotech 公司的一种玻片芯片,共有16个子阵列,每个阵列可以检测多个指标.可用于定量检测。)
 
 

2膜芯片(用PVDF,或NC膜作为载体)
 
(图为1个子阵列的膜芯片)

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蛋白芯片一般的操作步骤 :
(以抗体芯片为例)
 


整个操作流程包括:
1.从组织或细胞、体液中进行蛋白质抽提;
2.用Cy5和Cy3两种不同颜色的荧光分子分别标记两个样品;
3.洗去多余的标记分子;
4.与芯片杂交孵育;
5.扫描分析结果。
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蛋白芯片的信号检测与数据片理
目前主流的信号检测方式主要还是嫁接了核酸芯片的荧光检测体系。将蛋白样品或二级抗体标记上合适的荧光物质,通过共聚焦荧光扫描仪或C C D荧光成像仪在特定的波长下激发荧光,获得反应结合的信号。除了此类荧光标记检测外,另一类更引人瞩目的就是非荧光标记检测技术。后者的代表诸如重力悬臂( s t r e s s )技术、表面核磁共振技术、S P R ( s l l r f a e e   p l a s m o n  F e s o n a n c e ) 。此外又如基于声学及光学原理的A c o u s t i c   P l a t e  Mo d e 、椭圆光学检测。他们的共同的特点是:高灵敏度,满足了微量蛋白的检测需要,但缺点是过高的灵敏度往往使得垃圾信号和有效信号的区分变得困难。  

示范图:
为1 个子阵列的放大图.
子阵列中看到的点状就是
内信号的强弱表达. 可以通过多种仪器检测
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在数据处理方面,目前的数据处理主要集中在如何根据荧光强度对蛋白浓度的定量上.由于生物样品中各种可能的目的分子的含量存在巨大的差异以及蛋白间作用动力学的多样性和复杂性,如何分假阳性信号和阳性弱信号有待解决.
 
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较传统分析方法主要有以下优点 :
1所需样品量极少----微量化(10-100μl);
2蛋白芯片上可以实现成千上万个目标蛋白质的高通量平行分析-----高通量;
3有高的信噪比,高准确性、高灵敏度(单克隆抗体);
4快速、微型化和自动化;
5可通过标准曲线来进行定量检测;
6在整个基因组和蛋白质组水平将DNA序列信息与蛋白质产物直接起来.
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的主要应用


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    的发展趋势
发展的下一步是能够分析整个蛋白质组,也就是说在一张芯片上排列至少5 千至1 万个蛋白质。
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