液态芯片技术
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Luminex xMAP技术,又称流式荧光技术,又称悬浮阵列、液态芯片,该技术的核心是把直径为5.6um的聚苯乙烯小球用荧光染色的方法进行编码,通过调节两种荧光染料的不同配比获得最多可达100 种具有不同特征荧光谱的微球,然后将每种编码微球共价交联上针对特定检测物的抗原、抗体或核酸探针等捕获分子。
应用时,先把针对不同检测物的编码微球混合,再加入微量待检样本,在悬液中靶分子与微球表面交联的捕获分子发生特异性结合,在一个反应孔内可以同时完成多达100种不同的检测反应。
最后用Luminex™100进行分析,仪器通过两束激光分别识别微球的编码和检测微球上报告分子的荧光强度。
Luminex xMAP技术(液态芯片)有机地整和了荧光编码微球技术、激光分析技术、流式细胞技术、高速数字信号处理技术、计算机运算法则等多项最新科技成果,具有自由组合、高通量、高速度、低成本、准确性高、重复性好、灵敏度高、线性范围广、无需洗涤、操作简便、既能检测蛋白又能检测核酸等优点,代表着生命科学基础研究和医学诊断技术的发展方向。
在临床诊断中引进流式荧光技术和产品,将极大地提高检测效率和降低检测成本。
早在1997年,《临床化学》杂志就刊登专文介绍Luminex xMAP技术(液态芯片),并将其誉为“真正的临床应用型生物芯片”。
随后,运用Luminex xMAP技术(液态芯片)进行临床诊断和基础研究成为生命科学研究领域的一大热点,相关的研究论文频频刊登在《临床化学》、《临床与诊断免疫学》、《临床微生物》、《基因组研究》、《蛋白质组研究》、《癌症》等国际权威学术杂志上。
2001年7月27日,INOVA公司的ENA系列产品率先通过美国FDA的严格认证,标志着Luminex xMAP技术(液态芯片)得到了美国官方的高度认可,并由此成为首个,也是目前唯一得到美国FDA许可用于临床诊断的多指标并行检测技术。
2005年6月9日,基于Luminex xMAP技术(液态芯片)的学术论文刊登在当日出版的《自然》杂志上,这是学术界认可一项技术所能给予的最高荣誉。
液相芯片技术液相芯片技术是一种基于微流控技术的分析方法,通过将样品在微通道中与试剂发生反应,然后利用芯片内的检测模块进行检测和分析。
液相芯片技术具有高效、快速、灵敏度高、成本低、易于集成等优点,广泛应用于生物医学领域的分析和诊断。
液相芯片技术的原理是将样品和试剂以微体积的液滴形式在微通道中混合,从而提高反应效率和速度。
液滴的大小通常在纳升至皮升级别,与传统的微量反应相比,具有更高的表面积比和较短的扩散距离,从而实现更快的反应速度和更高的灵敏度。
另外,液相芯片技术还可以实现多种反应的并行操作,提高分析的多样性和效率。
液相芯片技术广泛应用于生物医学领域的分析和诊断。
例如,可以用于分析生物样品中的蛋白质、细胞和DNA等分子,进一步研究其结构和功能。
液相芯片技术还可以用于分析药物代谢、体内环境监测、食品安全检测等领域。
此外,液相芯片技术还可以用于临床诊断,例如尿液中的蛋白质标志物检测、癌症早期诊断等。
液相芯片技术具有许多优点。
首先,由于反应体积小,反应速度快,因此可以实现实时监测和快速分析。
其次,液滴的尺寸小,导致了试剂的浪费低,成本相对较低。
此外,液相芯片技术还具有易于操作、自动化程度高、操作误差小等特点,可以实现高通量和高灵敏度的分析。
液相芯片技术的发展还面临一些挑战。
首先,液相芯片的制备需要高精度的微加工工艺,成本较高。
其次,微通道的尺寸小,容易受到颗粒杂质和蛋白质附着的影响,导致通道堵塞和反应失效。
此外,液相芯片的复杂性和可扩展性有待进一步研究和改善。
总之,液相芯片技术是一种高效、快速、灵敏度高、成本低、易于集成的分析方法,广泛应用于生物医学领域的分析和诊断。
随着技术的发展和改进,相信液相芯片技术将在生物医学领域中发挥更大的作用,为科学研究和医学诊断提供更多的可能性。
流式荧光技术又称液态芯片技术(Luminex xMAP技术),其整和了荧光编码微球、激光分析、应用流体学及高速数字信号处理等多项最新科技,是美国Luminex公司于上世纪末开发出的新一代高通量发光检测技术。
目前该技术已被广泛应用于免疫分析、核酸研究、酶学分析、受体和配体识别等领域,并得到各权威机构和医学界的高度认可。
2005年,该技术荣获Frost&Sullivan颁发的“年度国际临床诊断技术革新大奖”。
目前,由Luminex技术平台获得实验数据发表的科研文献已超过12000篇。
每年有数千篇引用流式荧光技术的文献,其中数百篇为Pubmed收录的高质量研究文献。
我国也已有不少厂家将先进的流式荧光技术平台用于临床检验领域高端的体外诊断试剂开发和生产,如国内的透景生命(股票代码:300642)、益善生物及协和洛克等。
其中,透景生命是国内最早引入流式荧光技术的体外诊断试剂公司,也是Luminex公司在国内最大的开发型合作伙伴,在国内最早获得CFDA批准将流式荧光技术用于临床检验试剂的生产。
流式荧光技术特点及原理流式荧光平台的突出特点在于其可进行高速高效的多指标联检、既可对蛋白也可对核酸进行分析、既适用于临床检验也适用于科研、高灵敏度荧光发光可进行定性或定量分析,而且检测时对样本需求量极少,特别适合一些珍贵样本的多指标分析。
此外,平台具有极佳的开放性和拓展性,用户可根据自己的需求来设计和实现对不同目标分子的联合检测。
该技术是以直径5.6μm(约为头发丝直径的十五分之一)、大小均一的荧光微球作为免疫或核酸杂交反应的载体,微球表面包被有特异性抗体或核酸探针,可与样本中待检分子特异性结合。
微球经两种荧光染料染色编码,可获得100种不同特征荧光谱的微球,不同荧光编码微球连接不同抗体或核酸探针并可在同一反应体系内进行反应。
当微球逐颗经过仪器检测时,检测仪发射红色激光识别微球的荧光编码以确定检测项目类型,发射绿色激光读取待检物荧光信号强度进行定性或定量分析。
液态芯片检测仪——Luminex 100 TM 多功能流式点阵仪说明类型液态芯片检测仪报价$000.00生产厂商国别查阅/发表评论>>订购>>液芯简介:液态芯片,又称悬浮阵列、流式荧光技术,是基于美国Luminex 公司研制的多功能流式点阵仪(Luminex 100™)开发的多功能生物芯片平台,它有机地整和了编码微球(color-codedbeads)、激光技术、应用流体学、最新的高速数字信号处理器和计算机运算法则,造就了其无与伦比的检测特异性和灵敏度,可广泛应用于免疫分析、核酸研究、酶学分析、受体和配体识别分析等研究,也是是目前唯一得到权威机构和医学界共同认可用于临床诊断的生物芯片平台。
具有三大核心优势:∙一次检测,100个指标∙既能检测蛋白,又能检测核酸∙既能用于临床,又能用于科研液芯原理:液态芯片是一种全新概念的生物芯片。
该技术的核心是把微小的聚苯乙烯小球(5.6um)用荧光染色的方法进行编码(微球的颜色是通过两种荧光染料染色得到的,调节两种荧光染料的比例可以获得100种不同颜色的微球),然后将每种颜色的微球(或称为荧光编码微球)共价交联上针对特定检测物的探针、抗原或抗体。
应用时,先把针对不同检测物的编码微球混合,再加入微量待检样本,在悬液中靶分子与微球表面交联的分子进行特异性地结合,在一个反应孔内可以同时完成多达100种不同的生物学反应。
最后用Luminex™100进行分析,仪器通过两束激光分别识别编码微球和检测微球上报告分子的荧光强度。
因为分子杂交或免疫反应是在悬浮溶液中进行,检测速度极快,而且可以在一个微量液态反应体系中同时检测多达100个指标。
权威认证:1997年,《临床化学》杂志刊登专文介绍多功能流式点阵仪及其技术,并将其誉为“真正的临床应用型生物芯片”。
随后,运用多功能流式点阵仪及其技术进行临床诊断和基础研究成为生命科学研究领域的一大热点,相关的研究论文频频刊登在《临床化学》、《临床与诊断免疫学》、《临床微生物》、《基因组研究》、《蛋白质组研究》、《癌症》等国际权威学术杂志上。
实用标准文案
1、液相芯片的概念
液相芯片,又称悬浮阵列、流式荧光技术,是基于美国Luminex 公司研制的多功能流式点阵仪(Luminex 100TM)开发的多功能生物芯片平台,通常用于免疫分析、核酸研究、酶学
分析、受体和配体识别分析等研究。
也是目前唯一得到权威机构和医学界共同认可用于临床
诊断的生物芯片平台。
液态芯片是一种全新概念的生物芯片。
该技术的核心是把微小的聚苯
乙烯小球(5.6um)用荧光染色的方法进行编码,然后将每种颜色的微球(或称为荧光编码微球)共价交联上针对特定检测物的探针、抗原或抗体。
应用时,先把针对不同检测物的编码微球混合,再加入微量待检样本,在悬液中靶分子与微球表面交联的分子进行特异性地结合,在一个反应孔内可以同时完成多达100种不同的生物学反应。
最后用LuminexTM分析软件进行分析,仪器通过两束激光分别识别编码微球和检测微球上报告分子的荧光强度。
因为分子
杂交或免疫反应是在悬浮溶液中进行,检测速度极快,而且可以在一个微量液态反应体系中
同时检测多达100个指标。
2、液相芯片的优势
(1)一次检测,100个指标;
(2)既能检测蛋白,又能检测核酸;
(3)既能用于临床,又能用于科研。
3、液相芯片的应用
(1)DNA杂交分析
SNP检测
基因表达谱分析
(2)免疫学分析
免疫分析
受体-配体分析
精彩文档。
Luminex xMAP技术,又称流式荧光技术,又称悬浮阵列、液态芯片,该技术的核心是把直径为5.6um的聚苯乙烯小球用荧光染色的方法进行编码,通过调节两种荧光染料的不同配比获得最多可达100 种具有不同特征荧光谱的微球,然后将每种编码微球共价交联上针对特定检测物的抗原、抗体或核酸探针等捕获分子。
应用时,先把针对不同检测物的编码微球混合,再加入微量待检样本,在悬液中靶分子与微球表面交联的捕获分子发生特异性结合,在一个反应孔内可以同时完成多达100种不同的检测反应。
最后用Luminex™100进行分析,仪器通过两束激光分别识别微球的编码和检测微球上报告分子的荧光强度。
Luminex xMAP技术(液态芯片)有机地整和了荧光编码微球技术、激光分析技术、流式细胞技术、高速数字信号处理技术、计算机运算法则等多项最新科技成果,具有自由组合、高通量、高速度、低成本、准确性高、重复性好、灵敏度高、线性范围广、无需洗涤、操作简便、既能检测蛋白又能检测核酸等优点,代表着生命科学基础研究和医学诊断技术的发展方向。
在临床诊断中引进流式荧光技术和产品,将极大地提高检测效率和降低检测成本。
早在1997年,《临床化学》杂志就刊登专文介绍Luminex xMAP技术(液态芯片),并将其誉为“真正的临床应用型生物芯片”。
随后,运用Luminex xMAP技术(液态芯片)进行临床诊断和基础研究成为生命科学研究领域的一大热点,相关的研究论文频频刊登在《临床化学》、《临床与诊断免疫学》、《临床微生物》、《基因组研究》、《蛋白质组研究》、《癌症》等国际权威学术杂志上。
2001年7月27日,INOVA公司的ENA系列产品率先通过美国FDA的严格认证,标志着Luminex xMAP技术(液态芯片)得到了美国官方的高度认可,并由此成为首个,也是目前唯一得到美国FDA许可用于临床诊断的多指标并行检测技术。
2005年6月9日,基于Luminex xMAP技术(液态芯片)的学术论文刊登在当日出版的《自然》杂志上,这是学术界认可一项技术所能给予的最高荣誉。
液相芯片检测液相芯片检测(liquid-phase chip detection)是一种高通量生物分析技术,通过利用芯片上微米级的通道系统和表面功能化的分析区域,能够在极短的时间内完成多个生物分子的检测和分析。
液相芯片检测技术在生物医学研究、药物筛选、食品安全监测等领域具有广泛的应用前景。
液相芯片检测技术的核心是芯片上微通道系统的设计和制备。
微通道系统不仅具有高通量的特点,还能够实现物质的精确控制和分离,从而提高检测的准确性和灵敏度。
此外,芯片的表面还可以进行功能化修饰,使其能够特异地与目标分子发生相互作用,实现对目标分子的选择性检测。
液相芯片检测技术主要包括样品处理、样品注入、分析区域的选择性识别和信号检测四个基本步骤。
首先,样品需要经过一系列的前处理步骤,如提取、浓缩、纯化等,以消除样品中的干扰物质,并保持目标分子的完整性和活性。
然后,样品被注入到芯片的微通道系统中,通过外部控制使样品在通道中流动。
在流动过程中,如果芯片的表面经过功能化修饰,则目标分子能够与修饰后的表面发生特异的相互作用,从而被选择性地捕获或固定在芯片的分析区域上。
最后,通过适当的信号检测手段,如荧光检测、质谱检测等,可以获得与目标分子浓度相关的信号,实现对目标分子的高灵敏度检测和定量分析。
液相芯片检测技术具有多种优点。
首先,液相芯片可以实现高通量的检测,大大提高了检测效率和样品处理能力。
其次,芯片上的微通道系统可以提供精确的流动控制和分离能力,使得样品处理更为简便和高效。
此外,液相芯片还可以实现多种检测手段的集成,实现多参数联合分析,提高了检测的精确性和可靠性。
最后,液相芯片检测技术无需大量的标记物和试剂,减少了实验成本和对环境的污染,具有绿色环保的特点。
液相芯片检测技术在生物医学研究领域有着广泛的应用。
例如,可以用于基因组学的DNA测序和基因表达的定量分析;可以用于蛋白质组学的蛋白质鉴定和酶活性测定;可以用于细胞分析和细胞外囊泡的分离与检测等。
液芯技术应用在肿瘤标志物检测中的应用恶性肿瘤会对人体健康造成巨大危害,及早诊断、及早治疗有利于肿瘤的防治。
随着科技的发展,肿瘤标志物的检测方法不断更新,在放射免疫酶联免疫化学发光固态芯片后,现在较常用的是液芯片。
液态芯片液态芯片又称为流式荧光技术液相芯片悬浮阵列,是基于后基因时代而发展起来的,它可以将高速数字信号处理器和计算机运算法则进行有机的整合,具有高通量、高速度、成本低、灵敏度高、线性范围广等优点,可广泛应用于免疫分析核酸研究、酶学分析、受体和配体识别分析等研究,得到了权威机构及医学界共同认可[1]。
1997年,《临床化学》对多功能流式点阵仪及其技术有过专门介绍,并称其为“真正的临床应用型生物芯片”。
随着其研究与应用,许多关于多功能流式点阵仪及其技术的文章,发表在《临床化学》、《临床与免疫诊断学》、《临床微生物》及《癌症》等国际权威的学术杂志上。
2011年7月27日,inova公司的ena系列流点式阵试剂率先通过美国fda严格认证,表明多功能流点式阵仪及其技术得到了美国官方的高度认证。
2005年6月9日,基于xmap技术的论文刊登在《自然》上,这是学术界认可的一项技术所能给予的最高荣誉。
2005年11月,-frost&sullivan-授予xmap技术“2005年度国际临床诊断技术革新大奖”,表明其在国际临床诊断技术领域已有权威的认证。
液态芯片在肿瘤标志物检测中的应用肿瘤是一个多因素、多阶段及多基因变异的复杂病变过程。
目前临床上常用的肿瘤标志物都是肿瘤相关抗原,一种或几种肿瘤标志物异常可表明同一种肿瘤或不同类型的肿瘤,且不同的肿瘤可能会出现同一种肿瘤标志物,为提高肿瘤标志物辅助肿瘤的诊断,并确定哪种标志物可作为治疗后随访的检测指标。
近年来,越来越多的专家建议选择几种灵敏度且特异性能够互补的肿瘤标志物,组成最佳组合进行联合检测。
液芯出众的高通量检测性能正好契合了临床肿瘤标志物应用的需求。
其基本原理:在不同荧光编码的微球上进行抗原-抗体反应,通过两束激光分别检测荧光信号和微球编码,实现对多种肿瘤标志指标的联合检测。
1、液相芯片的概念液相芯片,又称悬浮阵列、流式荧光技术,是基于美国Luminex 公司研制的多功能流式点阵仪(Luminex 100TM)开发的多功能生物芯片平台,通常用于免疫分析、核酸研究、酶学分析、受体和配体识别分析等研究。
也是目前唯一得到权威机构和医学界共同认可用于临床诊断的生物芯片平台。
液态芯片是一种全新概念的生物芯片。
该技术的核心是把微小的聚苯乙烯小球(5.6um)用荧光染色的方法进行编码,然后将每种颜色的微球(或称为荧光编码微球)共价交联上针对特定检测物的探针、抗原或抗体。
应用时,先把针对不同检测物的编码微球混合,再加入微量待检样本,在悬液中靶分子与微球表面交联的分子进行特异性地结合,在一个反应孔内可以同时完成多达100种不同的生物学反应。
最后用LuminexTM分析软件进行分析,仪器通过两束激光分别识别编码微球和检测微球上报告分子的荧光强度。
因为分子杂交或免疫反应是在悬浮溶液中进行,检测速度极快,而且可以在一个微量液态反应体系中同时检测多达100个指标。
2、液相芯片的优势(1)一次检测,100个指标;(2)既能检测蛋白,又能检测核酸;(3)既能用于临床,又能用于科研。
3、液相芯片的应用(1)DNA杂交分析SNP检测基因表达谱分析(2)免疫学分析免疫分析受体-配体分析酶分析蛋白质-蛋白质相互作用分析蛋白质-DNA相互作用分析4、应用实例Liquichip液相系统是一个高度灵活的多元分析平台,可以适用于学研究,临床研究和药物研究中的各种蛋白质分析。
美国圣祖德儿童研究医院的Dr. Richard等人,使用液相对100μL样本中的15种不同的细胞因子同时进行了精确的定量测定。
结果说明在T辅助细胞1型与2型中,某些细胞因子的表达量有显著差异。
在测定过程中,Dr. Richard将15种不同的细胞因子的抗体分别标记在15种不同的球形基质上,混合后加入到一个反应体系中,对同一样本中的15种细胞因子进行测定。
液态生物芯片液态生物芯片是一种全新的生物芯片技术。
与传统的硅基芯片不同,液态生物芯片采用了一种声子导电材料,通过将生物组织转化成声波信号,实现对生物体进行测量和控制。
液态生物芯片的研究和应用领域非常广泛,涵盖了医学、生物科学、智能制造等领域。
液态生物芯片的基本构成是由声子导电材料构成的流体嵌入式管道。
声子导电材料是一种具有特殊性质的材料,可以将声波信号转化为电信号,实现对生物体进行控制和测量。
流体嵌入式管道则是用于将生物组织转化成声波信号的介质。
这些管道可以根据需要进行设计和调整,以适应不同的生物体。
液态生物芯片的工作原理是通过将生物组织注入到流体嵌入式管道中,并应用外部声波信号,将生物组织转化成声波信号。
这些声波信号可以通过芯片内部的电路进行测量和分析,从而获取生物组织的相关信息。
另外,通过调整外部声波信号的频率和振幅,可以对生物组织进行精确的控制和操作。
液态生物芯片在医学领域具有广泛的应用前景。
它可以被用于诊断和治疗疾病,例如肿瘤的早期检测和治疗。
在液态生物芯片中,生物组织可以被精确地转化成声波信号进行测量,从而实现对肿瘤细胞的快速检测。
此外,液态生物芯片还可以通过调整声波信号的频率和振幅,对肿瘤细胞进行精确的控制和治疗。
液态生物芯片在生物科学领域也具有重要的应用价值。
它可以被用于研究生物组织的结构和功能。
通过将生物组织转化成声波信号,液态生物芯片可以实现对生物组织的精确控制和操作,从而揭示生物组织的内部结构和功能。
这对于研究生物组织的发育和疾病机制具有重要的意义。
液态生物芯片还在智能制造领域有着广泛的应用前景。
它可以被用于制造高精度和高性能的生物产品,例如人工器官和人工组织。
通过将生物组织转化成声波信号,液态生物芯片可以实现对生物组织的精确控制和操作,从而制造出具有特定结构和功能的生物产品。
总之,液态生物芯片是一种具有广泛应用前景的新型生物芯片技术。
它通过将生物组织转化成声波信号,实现对生物体的测量和控制。
液态芯片技术首都医科大学附属北京天坛医院张国军1991 年 Foder 等人在 Science 杂志上首次提出生物芯片的概念。
1995 年,Schena 等在 Science 上报道, 45 个拟南芥基因固定在一张玻片上检测表达,这是第一次生物芯片真正意义上应用。
1998 年 , 美国科学促进会将生物芯片技术评为十大科技突破之一。
一、生物芯片的定义和分类生物芯片是指能快速并行处理多个生物样品并对其所包含的各种生物信息进行解析的微型器件,它的加工运用了微电子工业中十分成熟的光刻技术和微机电系统加工中所采用的各种方法,只是由于其所处理和分析的对象是生物样品,故称之为生物芯片。
生物芯片能对小分子、生物大分子、细胞、组织和微小生物等进行高通量快速、并行处理和分析。
根据结构,生物芯片可分为由生物材料微阵列构成的芯片和以各种微结构为基础的微流控芯片。
生物材料微阵列构成的芯片包括 DNA 芯片、蛋白质芯片、组织芯片等,其工作原理是抗原抗体结合、核酸分子的碱基配对的作用,因此也为亲和生物芯片;以各种微结构为基础的微流控芯片包括毛细管电泳芯片、 PCR 的反应芯片、介电电泳芯片等。
二、生物芯片概况电子芯片和生物芯片被称为 20 世纪最伟大的两个发现。
生物芯片是分子生物学和信息学的结晶。
根据其基材的不同大致可分为玻璃片芯片、膜基芯片、硅基芯片、光纤芯片等。
它们的共同的特点是在固态基材上极小的面积里合成或固定上许多核酸或蛋白探针,使芯片上的每个或几个点代表一个基因或蛋白。
利用生物芯片,科学家们可以通过一个实验对成千上万的基因或蛋白指标进行分析。
生物芯片已成为生命科学领域中非常重要的手段。
但遗憾的是,这些芯片的致命弱点就是其信息质量的稳定性和可重复性比较差,操作也较繁琐。
正因为如此,芯片临床应用受到了很大的限制。
美国 Luminex 公司开发的液态芯片系统克服了这个缺点,成为正在崛起的一种标准化的新一代生物芯片技术平台,既能为后基因组时代的科学研究提供强大的技术支持,又能作为高通量的新一代分子诊断技术平台在临床分子诊断领域大显身手。
三、液态芯片简介美国 Luminex 公司开发出的液态芯片技术平台是一种全新概念的生物芯片。
该技术的核心是把微小的乳胶颗粒( 5.6um )用荧光染色的方法进行编码,每种颜色的微粒(或称为荧光编码微粒)代表一种检测标志物。
应用时,把针对不同检测物的彩色编码微粒混合后再加入微量病人标本,在悬液中靶分子与微粒进行特异性地结合。
最后用激光流式仪判定后由电脑以数据信息的形式记录下来。
因为分子杂交或免疫反应是在悬浮溶液中进行,检测速度极快,而且可以一个微量液态反应体系中同时检测 100 个指标。
Luminex 公司称之为“xMap”技术。
该仪器在我国 SFDA 进口注册时被称为“多功能流式点阵仪”。
液态芯片是真正的临床应用型芯片,是基因信息时代的生物精华。
(一)液态芯片的概念和特点:液态芯片技术是在有色微球、激光技术、应用流体学及高速数字信号处理技术的基础上发展起来的一种多功能的液相分析平台。
液态芯片技术平台应用非常广泛,编码微粒上可以包被蛋白也可以连接核酸,所以液态芯片既可以用来检测蛋白(蛋白芯片),也可以检测核酸变化(基因芯片)。
液态芯片的特点是高灵敏性,可以达到 0.01pg ;高通量,适应 96 孔板;高重复性, CV 值小于 5 %;操作简单。
(二)液态芯片的原理:如( ppt13 )图片所示,首先把微小的乳胶颗粒( Beads, 微球)分别染成不同的(多达 100 种)荧光色,然后把针对不同检测物的核酸(互补链)或蛋白(如抗原抗体)以共价方式结合到特定颜色的微球上。
应用时,先把针对不同检测物的、用不同颜色编码的微球混合,再加入被检测物(血清中的抗原、抗体、酶或 PCR 产物等),在悬液中的微球与被检测物特异性地结合,并加上荧光标记。
检测时,微球成单列通过两束激光,一束判定微球的颜色从而决定被测物的特异性(定性);另一束测定微球上的荧光标记强度从而决定被测物的量(定量)。
所得到的数据经电脑处理后可以直接用来判断结果。
液态芯片技术原理的核心:①在聚苯乙烯微球内部通过使用 2 种荧光配比染色的方法可以进行 100 余种编码组合;②每种荧光编码微球分别共价包被特异的基因探针或抗体、抗原、蛋白探针来特异结合待测样本中的靶向分子反应体系中靶向分子同时被标记上相应的报告荧光;③最后通过流式细胞技术分离悬浮反应体系中编码微球,并使得单个的编码微球依次通过测量区域;④测量区域是激光和液流交汇之处,报告荧光物质和微球内的编码荧光物质分别受到定量激光激发和定性激光激发,激发后光信号转化为电信号;⑤通过计算机的分析处理,确定微球结合的分析物的定性和定量信息。
液态芯片的核心技术及其机理图如( ppt16-25 )图片所示。
从而促进反应体系效率上来讲,液态芯片分子杂交或免疫反应在悬浮溶液中进行,编码微球的探针和靶向分子都在悬浮的三维体系中,故反应速度和反应效率得到最大程度上的提升。
所用的时间缩短到半小时,灵敏度可达0 . 01Pg 。
在特异性方面,激光只分析微球一定半径内的信息,检测特异性强,背景低。
可同时得到液体芯片检测技术平台的定性和定量指标而无交叉影响。
此技术可开展不同类型的工作,如微生物鉴定、免疫分析、核酸序列研究、酶学分析、受体和配体识别分析等。
与传统方法相比可极大的提高标本利用率,患者的 1 份标本可以被用来同时检测多达 100 种生理、病理指标。
(三)液态芯片的优点:液态芯片的独特设计使得它拥有常规的检测方法所不具备的特点。
1. 高效:因为许多颜色的乳胶颗粒可以放在同一个反应体系内,所以一次可同时检测多种( 100 种)生理病理指标。
这与传统逐个检测的方式效率有很大的不同。
2. 高敏感:每个乳胶微粒上都以共价结合的方式包被上许多抗原、抗体或核酸分子,因其参与反应的分子多,产生的信号就强。
具 Qiagen 公司的报道,用该平台检测 IL - 8 时,其灵敏度为 0.01pg ,达到了非常惊人的水平。
3. 快速:因为杂交或免疫反应在悬浮的液相中进行,所以反应需要时间短,杂交后常不用清洗就可以直接读数,所以检测效率大大高于固相杂交。
所用时间从几小时缩短到十几分钟。
4. 重复性好:固相芯片不能很好地应用于临床诊断,其中一个重要的原因是其重复性差。
这是固液杂交方式的芯片目前难以克服的技术障碍。
但液态芯片杂交发生在均相的液体环境中,其结果稳定,重复性非常好。
另外,每个指标在一个反应体系中有 1000 -5000 颗相同的微粒。
检测时,抽取其中的 100 - 500 颗读数,最终的数据是取其均值,这样已经把误差减到最小。
相比固相芯片每个指标只有 1 - 2 个数据,其数据的可靠性就会差很多。
5. 唯一被 FDA 批准用于临床诊断的生物芯片:具不完全统计,目前已有 4 家美国公司基于液态芯片技术平台的产品获得 FDA 的批准用于临床诊断。
他们分别是ZeusScientific 公司开发的 AtheNAMulti-Lyte 芯片用于自身免疫病 9 种抗体检测,INOVA 公司开发的也是应用于自身免疫病检测的液态芯片, One - Lamda 公司和Lifecode 公司开发的 HLA 分型液态芯片。
四、液态芯片的应用在液态芯片平台上可以开发许多产品,根据检测机理的不同,可大致分成蛋白芯片和基因芯片两大类。
蛋白芯片基于的原理是抗原抗体的特异性相互作用,它所检测的目标物是蛋白;基因芯片基于的原理是核酸分子杂交,它所检测的目标物是核酸。
国外目前有 20 余家公司正在研究基于液态芯片技术的产品,涉及的领域主要有过敏原的筛查、细胞因子的检测、肿瘤标志物的检测、感染性疾病的抗原或抗体的检测、心血管标志物的检测、组织分型以及激酶和磷酸化等。
(一)艾芯:其中 AFP 、 CEA 、 CA125 、 NSE 、 CYFRA211 、 FPSA 、 TPSA 、FSCG 、 CA242 九个指标只需要 20ul 的血清一次就可以测定出。
涵盖了中国人群高发肿瘤的 85% ,强调了对最高发肿瘤肺癌的指标选择。
采用液态芯片技术,高效、准确,节约了 30% 以上的费用和 50% 以上的时间。
艾芯多指标检测平台被国际上认可。
剔除了铁蛋白、 HGH 等指标,新增最佳肺癌指标 cyfra21 - 1 ,肺癌的检出率从 50 %提高到90 %以上。
(二)肺芯:肺癌为国内发病率最高的肿瘤。
肺癌的辅助诊断 4 项组合 CEA 、CA125 、 NSE 、 Cyfra21-1 为欧洲肿瘤标志物组织( EGTM )推荐的肺癌黄金组。
其中Cyfra21-1 是肺癌最佳指标,单指标检出率大于 65% ,联合检测检出率提高到 90% 以上。
(三)消芯:消化系统肿瘤占国内肿瘤发病率 50% 以上,针对肝癌、胆囊癌、胰腺癌、食道癌、胃结肠癌,最精选的 5 个指标为 CEA 、 CA125 、 AFP 、 CA242 、Cyfra21-1 。
其中 Cyfra21-1 也是食道癌最敏感指标; CEA 和 CA242 是目前为胃结肠癌的最佳指标组合;新一代的 CA242 比 CA199 在胰腺癌、胆囊癌和消化道癌中假阳性更少。
消芯的应用,使消化系统肿瘤诊断的准确率从单指标的 30-80% 提高到联合检测的75-95% 。
(四)妇芯:是针对卵巢癌、宫颈癌、绒毛膜癌、乳腺癌、恶性畸胎瘤等设计的一种液态芯片。
包含的指标有 CEA 、 CA125 、 AFP 、 Cyfra21-1 和 Free-betaHCG 。
其中CA125 是卵巢癌最佳指标,检出率大于 75% ; AFP 是卵巢内胚窦瘤最好指标。
Cyfra21-1 在宫颈癌的检测中比 SCCA 更敏感。
(五)悬浮微阵列检测 HPV 基因型1.HPV 的生物学性状及分型: HPV 是一种嗜上皮性病毒,在人和动物中广泛分布。
HPV 感染是当前发病率最高的性传播疾病之一,可以引起包括外生殖器尖锐湿疣、宫颈上皮内瘤样病变及宫颈癌等多种生殖系统疾病。
HPV 病毒属于乳多空病毒科,无包膜,直径45 ~ 55nm ,有 9 个开放性回读框架, E1 到 E7 为早期基因转录区, L1 和 L2 为晚期基因转录区。
HPV 可以分为高危型、可能是高危型或者中危型和低危型,( ppt40 )图片显示的是各种病变及其对应的 HPV 亚型。
2.HPV 与宫颈癌的关系:约 80 %的宫颈癌与高危型 HPV 相关,其中以 16 , 18 型呈高度相关性。
HPV 的感染类型与宫颈癌的组织学分型有关, HPVl6 型多见于宫颈鳞癌,而 HPVl8 型则主要见于宫颈腺癌,两者均与相应组织分型的宫颈癌预后均密切相关,HPVDNA 阳性者,其预后相对较差。