1、液相芯片的概念

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 100L 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。同时用 ELISA 的方法，分别对 15 种细胞因子进行检测。将两组结果进行 对比后发现，趋势基本上一致，但是液相可同时对多个分子进行检测，同时灵敏度和可靠性 更好，操作更为简单。这样只需要使用微量的样品，在较短的时间内，就可以得到所需的数 据。 Luminex 是多功能的液相芯片分析平台，适用于免疫分析、核酸研究、酶学分析、受体和配 体识别分析等研究。Luminex 有机地整合了有色微球（color-coded microphere or beads）、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 Luminex 液相芯片系统无与伦比的检测特异性和灵敏度。Luminex 液相芯片分析平台其卓越 的产品性能与广阔的应用前景使得它成为众多生命科学研究单位的首选！ Luminex200TM 是在己有的数千台 Luminex100TM 的基础之上,为满足临床与科研工作中 的多种高通量检测而开发的新一代系统。和以往的 Luminex100TM 相比, Luminex200TM 操 作更简单方便，检测运行更稳定可靠。做出的改进包括更为方便的样品针调节旋钮，更精密 的 XYP 机械校准功能以及高性能的空气压缩机等等。 整个系统包括： 1、Luminex200 TM 主机 2、XYP 平台 3、鞘液系统 4、操作分析软件 5、相关耗材 基于 Luminex 公司专利的 xMAP 技术，它能够在微孔板的一个孔内同时检测多达 100 个 不同成分，而且与市场上所有 Luminex 相关试剂完全兼容。 Luminex200TMSystem 优势 新的样品针垂直校正旋钮用户可以自由校正样品针高度以适应不同类型微孔板直 接调整，无需专门工具或者专业工程师。 更精确精密的机械校准功能使微孔板与 XYP 平台的相对位置更为精确，提高了 仪器的自动化性能与检测速度。 可拆卸的前面板方便了仪器内部校正，同时关键的核心工作区还是完全隔离开。 防腐蚀涂层保护的流体工作仓及改进的加固仪器底座避免可能发生的部件腐蚀， 而且提高了系统本身的稳定性。 新型空气压缩器提供工作高压，使仪器运行更稳定更安静，尤为重要的是检测数 据重复性更高。 其它改进仪器运行检测的稳定性更好，使用维护更简单方便。 XYP 平台： 尺寸规格：44cmW61cmD8cmH 重量：14.5kg 温度控制范围：35to55 SD 鞘液系统： 尺寸规格：20cmW30cmD24.75cmH 重量:9kg Luminex 采用特殊的微球，它们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，每种颜色的微球可以携带一种生物探针。探针 通过羟基结合到微球表面，因此一个反应孔内的可以完成 100 种不同的生物学反应。 Luminex 通过鉴定微球的颜色来确定反应类型，而对反应的定量分析是通过靶物质上的报告 分子完成的。 实验流程 1、将探针包被的 beads、报告分子以及样本混合，静置一段时间； 2、将混合物上样到 Luminex，采用微流技术将 beads 分为单个细胞流； 3、激光检测 beads，获得光信号、处理数据就可完成对生物反应的实时、定量分析； 优点 1、多元分析，可节约试剂、时间和精力； 2、操作简单，减少实验误差，具有更好的稳定性、更好的重复性与更小的批间差； 3、对样本量的要求少，非常适合分析稀有样本； 4、开放性的实验平台，同一个仪器可以用于免疫分析、核酸研究、酶学分析、受体和配体 识别分析等多种研究工作，增加实验的灵活性； 5、液相反应体系，更快地达到平衡点，缩短实验时间； 6、Millipore 旗下的 Upstate 及 Linco 公司可提供最多选择的试剂盒供实验者选择，试剂盒涉 及细胞因子，细胞信号传导，内分泌/糖尿病研究，自身免疫性疾病研究，激酶活性分析以 及转录因子活性检测等诸多领域，为 Luminex 平台上研究提供了极大的方便。 7、提供最新分析软件 xPONENT，充分发挥 Luminex200TM 系统的高通量性能，软件特点： a、模块化操作：开机/校准/关机/维护； b、试剂设置方便，可下载商业化 KLT； c、预设磁珠校准程序，与磁珠应用兼容； d、实时数据分析； e、触摸屏操作，图形化界面，设置好 PROTOCOL/STD，操作人员仅需通过触摸屏即可 完成实 验操作； f、用户界面友好的数据分析报告； g、CFR Part 11 Compliant ； 液相芯片检测系统介绍 液相芯片技术是 20 世纪 90 年代后期发展起来的被喻为后基因组时代的芯片技术。 液相芯片技术将流式检测技术与芯片技术有机地结合在一起，一方面大大延伸了流式检测平 台，以微球体代替细胞作为反应载体，这个相当开放的反应体系可进行蛋白、核酸等等生物 大分子的检测，不仅从细胞水平深入到分子水平，其检测范围也得到了前所未有的扩展；另 一方面也使芯片技术取得重大的突破：在保持高通量检测的同时，将反应体系由液相固相 反应改变为接近生物系统内部环境的完全液相反应体系，对于确保建立在正确的高级结构之 上的真实的蛋白质相互作用尤为关键。 迄今为止不到十年的时间，全球已有数百套基于此项技术（xMAP：flexible Multi-Analyte Profiling）的检测平台，用于蛋白质，免疫学等等领域的研究，临床诊断试剂的开发方面也 发展迅速，自身免疫鉴别诊断试剂等已通过了 FDA 认证。 系统特点 珀金埃尔默公司 CS 1000 Autoplex 型液相芯片分析系统为目前最新升级的液相芯片分析系 统，相当于 Luminex 200，该系统也是目前液相芯片在 100 个分析指标体系仪器中的最新和 顶级型号。CS 1000 Autoplex 整合微球双荧光标记和液流分散激光自动检测技术，自动实 现核酸、酶、受体、抗体、抗原、小分子有机物等多通道高通量分析，是既能保证信息质量， 又能提供相对高通量的新一代分子诊断技术平台。 该系统由 CS 1000 Autoplex 分析器、XY 平台、 CS 1000 SD 鞘液传输系统、IS2.3 软件以 及电脑组成。该系统具备条形码阅读器，便于大量样品信息录入和实现实验室 LIMS。珀金 埃尔默公司自主开发的多维数据分析软件及其三套 3 加密钥匙，完全满足液相芯片上所有类 型的数据分析要求，并且实验所得数据完全加密，具有不可更改的特征，由本仪器产生的数 据具有法律效应。96 孔金属加热板，不仅方便核酸操作时特异性杂交的要求，而且方便相关 抗原抗体反应的进行。 CS 1000 Autoplex 型液相芯片分析系统具备精密的机械校准功能，能使微孔板与 XY 平台的 相对位置更为精确，且具有高度的自动化性能与检测速度。同时该系统具备新的样品针垂直 校正旋钮保证用户可以自由校正样品针高度以适应不同类型微孔板直接调整，无需专门工 具或者专业工程师。新型空气压缩器提供工作高压，使仪器运行更稳定，噪音更小，检测数 据重复性更高。 CS 1000 Autoplex 型液相芯片分析系统具备的激光系统、液道和气道系统，利用微球双荧光 标记和液流分散激光自动检测技术，自动实现核酸、酶、受体、抗体、抗原、小分子有机物 的多通道高通量分析。样品约半分钟同时检测 100 种目标分子，35 分钟读完一块 96 孔板。 主要特点： 多功能性。xMAP 技术不仅能够检测核酸（ DNA 和 RNA） ，还能够检测蛋白（抗体和 抗原，受体和配体） 。多任务性的能力使 xMAP 技术特别适合在各种水平做鉴别诊断。 高敏感性。每一个微球体偶联了成千上万的探针，因而它能捕获更多的扩增的病原靶 产物。它最少能够检测到 0.2L 的 PCR 产物，而采用常规的典型胶分析的方法需要 超过 10l 的 PCR 产物。所以 xMAP 方法的检测灵敏度可以比凝胶电泳法高 50 倍。 特异性。两束激光分别分析杂交信号（敏感性）和乳胶微球上荧光颜色（特异性） ，而 且激光只分析微球一定半径内的信息，所以检测特异性强，背景低。 高通量。xMAP 技术能够检测多达 100 个不同的分析物。 小样本。只需要很少量的样本：如一般只需要几滴血就足够进行蛋白和核酸分析，对 别的样本的需要量也很小。 快速。一个采用 xMAP 技术的典型检测反应不超过 15 分钟。 准确。对于每一个待分析检测靶点，为了作统计学评估，系统读 100 个相同的颜色编 码的微球体。 成熟技术。在乳胶微球上共价结合蛋白和核酸的技术已经经过十多年的开发。xMAP 技术只是在原有技术基础上增加了荧光编码的技术。所以，与有待完善的固相芯片法 相比，xMAP 更成熟，更稳定。 试剂开放。CS 1000 Autoplex 型液相芯片分析系统无需任何仪器调整或者辅助试剂盒， 直接与来自不同供应商的所有相关试剂(已有的或正在开发的)完全兼容，是原版的、 完全开放的分析系统。 主要应用 CS 1000 Autoplex 液相芯片系统是基于 xMAPTM 技术的微球分析平台，在此平台中可进行 快速、灵敏可对单个样品进行多达 100 种不同指标的分析。可靠的自动化仪器，通用的试剂 耗材以及顶尖级的技术支持为用户进行多重分析提供有力的保障。可以广泛应用于： 1. 微生物