基因芯片976527202
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基因芯片(gene chip)的原型是80年代中期提出的。
基因芯片的测序原理是杂交测序方法,即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法。
在一块基片表面固定了序列已知的八核苷酸的探针。
当溶液中带有荧光标记的核酸序列TATGCAATCTAG,与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时,通过确定荧光强度最强的探针位置,获得一组序列完全互补的探针序列。
据此可重组出靶核酸的序列。
基因芯片的测序原理图基因芯片又称为DNA微阵列(DNA microarray),可分为三种主要类型:1)固定在聚合物基片(尼龙膜,硝酸纤维膜等)表面上的核酸探针或cDNA片段,通常用同位素标记的靶基因与其杂交,通过放射显影技术进行检测。
这种方法的优点是所需检测设备与目前分子生物学所用的放射显影技术相一致,相对比较成熟。
但芯片上探针密度不高,样品和试剂的需求量大,定量检测存在较多问题。
2)用点样法固定在玻璃板上的DNA探针阵列,通过与荧光标记的靶基因杂交进行检测。
这种方法点阵密度可有较大的提高,各个探针在表面上的结合量也比较一致,但在标准化和批量化生产方面仍有不易克服的困难。
3)在玻璃等硬质表面上直接合成的寡核苷酸探针阵列,与荧光标记的靶基因杂交进行检测。
该方法把微电子光刻技术与DNA化学合成技术相结合,可以使基因芯片的探针密度大大提高,减少试剂的用量,实现标准化和批量化大规模生产,有着十分重要的发展潜力。
基因芯片原型它是在基因探针的基础上研制出的,所谓基因探针只是一段人工合成的碱基序列,在探针上连接一些可检测的物质,根据碱基互补的原理,利用基因探针到基因混合物中识别特定基因。
它将大量探针分子固定于支持物上,然后与标记的样品进行杂交,通过检测杂交信号的强度及分布来进行分析。
基因芯片通过应用平面微细加工技术和超分子自组装技术,把大量分子检测单元集成在一个微小的固体基片表面,可同时对大量的核酸和蛋白质等生物分子实现高效、快速、低成本的检测和分析。
第10 讲基因芯片Gene chip马永平2010.11内容提要 什么是基因芯片?基因芯片的原理基因芯片的种类基因芯片的应用领域基因表达谱数据分析基因芯片技术的发展与展望其它生物芯片DNATranscriptomicsDNA Microarray(Genechip)GenomicsSequencingSNP(Single nucleotidepolymorphism)Proteomics2DMSProtein ArrayRNAProtein为什么要发展DNA芯片技术?1 HUMAN BODY =100,000,000,000,000 CELLS1 CELL =23 PAIRS OF CHROMOSOMES23 PAIRS OF CHROMOSOMES=~ 3,200,000,000 BASES第一节概述基因芯片(Gene chip)也叫DNA芯片(DNA chip) 是指在固相载体(玻璃、硅等)上有序地、高密度地(点间距<500μm)排列固定了大量的靶基因或寡核苷酸(也叫探针)。
这些被固定的分子探针在基质上形成高密度的DNA微阵列,因此,DNA芯片又叫DNA微矩阵(DNA Microarray)。
第一块基因芯片1992年诞生在美国。
DNA Microarray DNA Chip DNA Microarray DNA MicroarrayGene ChipDNA芯片属于生物芯片(biochip)的范畴,生物芯片包括:1.基因(DNA)芯片2.RNA芯片3.蛋白质芯片4.抗体芯片5.细胞芯片6.组织芯片7.其它芯片(元件型微阵列芯片、通道型微阵列芯片、生物传感芯片、样品制备芯片、核酸扩增芯片、毛细管电泳芯片等)第二节DNA芯片的基本原理1.基因芯片技术是建立在Southern blot基础之上的,可以说它是Southern blot的改进和发展,它的原理是:变性DNA 加入探针后在一定温度下退火,同源片段之间通过碱基互补形成双链杂交分子。
何为基因芯片简述其原理及应用基因芯片(gene chip)是一种在一个固定的芯片上容纳了数千至数百万个特定DNA探针(DNA probe)的生物芯片。
它是通过标记特定DNA序列的方法,用于检测和分析DNA序列的存在和表达。
基因芯片可以帮助科学家了解某个生命体的基因组以及基因在不同条件下的表达情况,进而揭示基因与疾病之间的关联,以及基因与环境之间的相互作用。
基因芯片的原理是利用互补基因的碱基配对原则,通过将一个小小的、可能存在于样品中的DNA片段与芯片上的DNA序列进行杂交,来检测该DNA片段的存在。
基因芯片上的DNA序列由探针构成,探针的选择是根据以往的基因信息和预设的基因库来确定的。
当待测的DNA片段与探针杂交时,这个杂交信号会在芯片上通过荧光或其它信号的形式来探测和分析。
基因芯片的应用非常广泛。
主要应用有以下几方面:1. 基因表达分析:可以通过检测基因芯片上的探针与待测样品中的RNA分子杂交的信号强度来了解不同生物条件下基因的表达水平。
通过比较不同样品的表达谱,可以发现与特定生理和病理状态相关的基因,了解基因在不同组织器官、不同疾病及不同治疗方案下的表达差异。
2. 基因组分析:基因芯片可以用于整个基因组的分析,包括检测基因等位基因的表达和遗传突变等。
通过对不同个体基因组的比较和分析,可以寻找与多种遗传性疾病相关的突变以及基因变异。
基因芯片还可以用于寻找与抗生物药物抗性相关的基因突变,以指导个性化治疗。
3. 疾病诊断和预测:基因芯片可以用于不同疾病的诊断和预测,包括癌症、心脑血管疾病等。
通过检测样品中特定的基因表达谱,可以判断个体是否处于正常状态或疾病状态,以及预测个体患病的风险。
基因芯片还可以用于药物疗效预测,通过分析患者基因表达差异,预测特定药物对患者的疗效,并指导个性化治疗。
4. 细菌和病毒检测:基因芯片可以用于检测和鉴定细菌和病毒等微生物的存在和基因组成。
通过将待测细菌或病毒的DNA与芯片上的特定探针进行杂交,在芯片上检测出杂交信号,可以快速而准确地鉴定细菌或病毒的类型和数量。
基因芯片技术是什么?一文读懂基因芯片!基因芯片技术是生物芯片的一种,它是生命科学领域里兴起的一项高新技术,它集成了微电子制造技术、激光扫描技术、分子生物学、物理和化学等先进技术。
生物芯片生物芯片是指将成千上万的靶分子(比如DNA、RNA或蛋白质等)经过一定的方法有序地固化在面积较小的支持物(如玻璃片、硅片、尼龙膜等)上,组成密集分子排列,然后将已经标记的样品与支持物上的靶分子进行杂交,经洗脱、激光扫描后,运用计算机将所得的信号进行自动化分析。
这种方法不仅节约了试剂与样品,而且节省了大量的人力、物力与时间,使检测更为快速、准确、敏感,是目前生物检测中效率高、最为敏感和最具前途的技术。
根据在支持物上所固定的靶分子的种类可将生物芯片分为基因芯片、蛋白质芯片、组织芯片和芯片实验室等。
目前,技术比较成熟、应用最广泛的是基因芯片技术,其在基因组的表达分析、药物筛选、模拟生物的基因表达及功能研究、遗传疾病基因诊断、病原微生物的诊断等方面都有广泛的应用,是一种高效、大规模获取相关生物信息的重要手段。
基因芯片基因芯片也称DNA微阵列,是生物芯片的一种。
基因芯片原理最初是由核酸的分子杂交衍生而来的,即应用已知序列的核酸探针对未知序列的核酸序列进行杂交检测DNA芯片技术,实际上就是一种大规模集成的固相杂交。
是指在固相支持物上原位合成( situ synthesis)寡核苷酸或者直接将大量预先制备的DNA探针以显微打印的方式有序地固化于支持物表面,然后与标记的样品杂交。
通过计算机对杂交信号的检测分析,得出样品的遗传信息(基因序列及表达的信息)。
由于常计算机硅芯片作为固相支持物,所以称为DNA芯片。
基因芯片采用大量特定的寡核苷酸片段或基因片段作为探针,有规律地固定于与光电测量。