蛋白质芯片论文.doc

摘要:分子生物学芯片技术研究的深入开展,为蛋白质结构和功能的研究提供了技术基础,本文拟对蛋白芯片的基本原理、发展和应用进行综述。关键词:蛋白质;芯片;技术;生物芯片(biochip)是近几年生命科学研究领域中崭露头角的一项新技术,它是指在固相基质上集成质酶、抗体、抗原细胞等,利用受体与连接物间的反应(包括核酸杂交反应、/抗体亲和识别反应等)抗原各种可以作为受体的生物信息,包括寡核苷酸、蛋白来进行生物学的检测。它将生命科学研究中所涉及计算机技术、分子生物学技术、半导体技术、共聚焦激光扫描技术、化学荧光标记技术,使样品制备、化学反应和分析检测等连续化、集成化、微型化、自动化。生物针,能够在同一时间内分析大量的样品。根据生物芯质芯片、芯片实验室、细胞芯片及组织芯片(1)的许多分析步骤,综合运用微电子技术、微机械技术、物芯片上可以集成的成千上万的密集排列的分子探片固定的生物分子及材料不同可分为基因芯片、蛋白芯片。随着蛋白质组学概念的提出及其研究的进行,人们需要一种新的技术来进行大规模的蛋白质分析,蛋白质芯片技术于是应运而生。蛋白质芯片是一种新型的生物芯片,是由固定于不同种类支持介质上的抗原或抗体微阵列组成,阵列中固定分子的位置及组成是已知的,用标记(荧光物质、酶或化学发光物质等标记)的抗体或抗原与芯片上的探针进行反应,然后通过特定的扫描装置进行检测,结果由计算机分析处理。蛋白芯片技术的基本原理是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[4]成为检测用的芯片,然后用标记了特定荧光抗体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[5]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功能的目的。为了实现这个目的,首先必须通过一定的方法将蛋白质固定于合适的载体上,同时能够维持蛋白质的天然构象,也就是必须防止其变性以维持其原有特定的生物学活性另外,由于生物细胞中蛋白质的多样性和功能的复杂性,开发和建立具有多样品并行处理能力、能够进行快速分析的高通量蛋白芯片技术将有利于简化和加快蛋白质功能研究的进展。蛋白质芯片的原理蛋白质芯片是将各种蛋白质有序地固定于滴定板、滤膜、载玻片等各种载体上成为检测用的芯片,然后用标记了特定荧光抗体的蛋白质或其他成分与芯片作用,经漂洗将未能与芯片上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等技术,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(图1)(2)之间相互作用的关系,从而达到测定各种蛋白质功能的目的。从德国科学家Lukng等(3)最早开始研究至MaBath等(4)成功制备了10800点的蛋白质微阵列,蛋白质芯片已走出基因微阵列的阴影,获得巨大的发展。归纳起来,蛋白质芯片主要有以下优点[5-6]:(1)蛋白质芯片上可以实现成千上万个蛋白质样品的高通量平行分析。(2)高的信噪比。(3)所需样品量极少,检测水平已达ng级。(4)在基因组和蛋白质组水平将DNA序列信息与蛋白质产物直接联系起来。[7]1)蛋白质功能芯片:将天然蛋白、酶或酶底物点加在载体上制成芯片,可用来进行蛋白一蛋白、蛋白一多肽、蛋白一小分子、蛋白一DNARNA