表达谱芯片的介绍与应用
基因表达谱芯片可使是科研工作者实现在MRNA水平上同时平行研究成百上千乃至上万条基因的表达关系。 它与传统的研究基因表达的方法(如差异cDNA文库筛选、Northern blot和PCR)相比较，可为使用者节省大量的研究经费和时间并获得范围更广、更具有关联性的研究结果。它的主要用途是用于大规模分析一定的生物对象在特定生物过程中(如疾病、发育、分化、凋亡等)基因表达变化的全面信息.目前已经广泛应用于基因表达检测、基因功能研究、新基因识别、药物靶点筛选、药物作用机理和毒理、疾病相关基因和生物标记物等众多研究领域。
相关背景资料main
基因表达谱芯片的原理a1
简单地说就是在一块有多聚赖氨酸包被的硅片上或其它固相支持物（如玻璃片、硅片、聚丙烯膜、硝酸纤维素膜、尼龙膜等，但需经特殊处理：作原位合成的支持物在聚合反应前要先使其表面衍生出羟基或氨基——视所要固定的分子为核酸或寡肽而定，并与保护基建立共价连接；作点样用的支持物为使其表面带上正电荷以吸附带负电荷的探针分子，通常需包被以氨基硅烷或多聚赖氨酸等）将生物分子探针（Oligo或cDNA）以大规模阵列的形式排布，形成可与带有标记的目的分子（如荧光染料Cy3、Cy5标记的cDNA）相互作用、交行反应的固相表面，在激光的顺序激发下标记荧光根据实际反应情况分别呈现不同的荧光发射谱征，电压耦合元件相机或激光共聚焦显微镜根据其波长及波幅特征收集信号，作出比较和检测，从而迅速得出所要的信息。
双色荧光标记a2
cDNA基因表达谱分析常使用的双色荧光标记是利用竞争性杂交的原理，将对照组及测试组样品的总RNA或mRNA 分别以不同的两种荧光染料（如Cy5和Cy3）进行逆转录标记，然后将标记产物等量混匀，与固定在玻片上的探针cDNA分子进行竞争性杂交。检测并计算两种荧光强度的比值，可以得出两组样品间的基因表达差异。
基因表达谱技术流程a3
数据分析a4
在双色荧光标记的芯片实验过程中，由于两种荧光染料的标记效率、激发效率不同及光检测器的增益不同等，故需要对芯片的原始信号值进行归一化处理后方可进行比值计算。
在常用的归一化方法中：
总量归一化处理用于平衡不同探针的上样误差
LOWESS回归法用于对扫描仪对不同荧光的灵敏度差异进行校正
同时在芯片上设置内外参照以保证整个芯片的质量：
外参照标准用于监控实验的稳定性和重复性
内参照标准用于监控实验过程以及数据校正
基因表达谱芯片的技术优点a5
高通量并行分析：同时检测成千上万个基因
检测灵敏：荧光信号
样品需要量少：几毫克样品
定量分析准确：荧光扫描线性范围达五个数量级
实验过程迅速：3-5天
基因表达谱芯片在临床研究中的应用a6
疾病的基因表达时空特征分析，揭示疾病的分子医学基础
疾病的基因表达差异性检测，疾病分型和发现诊断的分子指标
中医学临床诊断的分子基础研究
疾病治疗前后的基因表达差异，时效性的基因学评估
药物药理机制分析，毒性和毒理研究
来源：上海伯豪生物技术有限公司
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