生物芯片技术的发展
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下一篇 2012-05-12 18:27:50
俄罗斯科学院恩格尔哈得分子生物学研究所和美国阿贡国家实验室,(ANL)的科学家们最早在文献中提出了用杂交法测定核酸序列(SBH)新技术的想法。当时用的是八聚寡核昔酸探针。几乎与此同时英国牛津大学生化系的Southern等也取得了在载体固定寡核昔酸及杂交法测序的国际专利。在这些技术储备的基础上,1994年在美国能源部防御研究计划署、俄罗斯科学院和俄罗斯人类基因组计划1000多万美元的资助下研制出了一种生物芯片,并用于检测β-地中海贫血病人血洋的基因突变,筛选了一百多个β-地中海贫血病人的突变基因。这种生物芯片的基因译码速度比传统的Sanger和Maxam
Gilbert法快1000倍,是一种有希望的快速测序方法。
在初期试验取得成功的鼓舞下,商业资本开始投入,1995年6月29日Motorola公司和Packard仪器公司与阿贡实验室合作共同开发具有商业价值的生物芯片及其相关的分析技术。出资1900万美元,预计在今后几年内完成产品的商业化和市场化,其中阿贡实验室和俄罗斯科学院思格尔哈得分子生物学研究所投资19项专利,完成基础研究。Motorola公司投资930万美元,完成生物芯片制造的开发,降低成本和提高质量,Packard仪器公司投资
970万美元,完成生物芯片的仪器开发,用于生物芯片的处理和分析。
抢先发展技术,尽快占领市场是市场经济竞争中取得胜利的信条。生物芯片目前正处于激烈的技术竞争状态中。Packard仪器公司发展的是诊断用的以凝胶为基础的中等密度的芯片。而Affymetric公司则已成功地应用了光导向乎版印刷技术,直接在硅片上合成寡核苷酸点阵的高密度芯片而领先于芯片分析领域。该公司与惠普公司合作开发出专用的能扫描40万点点阵的基因芯片扫描仪,同时又开发出可同时平行通过几块芯片的流路工作站和计算机软件分析系统。组合成一套较完整的芯片制造、杂交、检测扫描和数据处理系统。不久General
Scanning
lnc与制造点样头的Telechem公司和制造机械手的Cartesian公司研制的3000型(两激光)、4000型和5000型(四激光)激光共聚扫描仪和相应的分析软件,构成一套用户可任意点样制作芯片的工作系统。
除了上述两个系列的芯片供应公司外,许多家公司纷纷推出各有特色的生物芯片产品。Amersham Pharmacia
Biotech公司与Molecular Dynamic公司合作,将有特色的Cy3和Cy5荧光染料与它们可利用双色荧光的Storm CLSM
2010激光共聚焦显微镜及
Image Quant自动扫描装置在平行条件下对比正常与病态组织的DNA谱固或其表达谱,找到与疾病相关的基因。CLontech,Hy—
seq,Protogene,Synteni,NanoRcn则推出中等密度的生物芯片及同位素与荧光检测装置。Incyte
Pharmaceuticals则研制出压电喷里点印法制作GEM系列人类及动物(大、小白鼠),病原体(金葡菌及白色念珠菌)等现成的芯片,每块芯片可达10000个微点.核酸长度为500一600bp,能检测每个细胞中只表达一次的基因序列。灵敏度达10万个细胞中一个突变的细胞。
欧洲各公司也不甘落后,纷纷投入竞争,例如Genetic co.UK研制出Q Bot点样器,Q—Pix克隆挑拣仪及Q—P1112制芯片设
备。SeqUenom则推出250位点的SpectrochiP并采用质谱法测读结果,而德国肿瘤研究所则用就位合成的肤核酸低密(8cm×12cm片上1000个点)的作表达谱以及诊断用的探针芯片。
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