基因芯片的产生背景与制备方法

基因芯片(Genechip)基因芯片的产生背景与制备方法第1页基因芯片概况概念产生及发展类别原理应用发展与展望基因芯片的产生背景与制备方法第2页定义

将大量靶基因片段有序地、高密度地（普通大于400点/平方厘米)排列在玻璃、硅等载体上，称之为基因芯片，也称为基因微矩阵(microarray)。基因芯片的产生背景与制备方法第3页

样品核酸分子能够用同位素法、化学荧光法、酶标法标识，与固定在载体上DNA阵列中点同时杂交，用激光或CCD摄像头扫描仪读取数据，计算机图像处理系统进行数据分析，以到达其准确、快速、高效和高通量地分析生物基因信息目标。基因芯片的产生背景与制备方法第4页基因芯片产生背景

传统技术不停改进基因信息分析规模不停扩大

-人类基因组计划需求（HumanGenomeProgram)-后基因组时代需求基因芯片的产生背景与制备方法第5页多点DotblotSouthernblotNorthernblot

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基因芯片基因芯片的产生背景与制备方法第6页1992年世界第一块原位合成基因芯片在美国Affymetrix诞生1995年世界第一块微矩阵基因芯片在Stanford大学试验室诞生

--Science.1995,270:467-470基因芯片历史八十年代末期俄美科学家提出杂交法测序基因芯片的产生背景与制备方法第7页基因芯片制备方法原位合成寡核苷酸点阵微量点样寡核苷酸点阵或cDNA点阵微流路生物分析仪(lab-on-chip)其它：电子芯片、三维芯片基因芯片的产生背景与制备方法第8页芯片惯用制备方法比较原位合成高密度（可达40万点/1.6平方厘米）<25bpDNA测序分析，寻找点突变微量点样（针点、喷墨〕较高密度（可达10万点/6.5平方厘米）500~5000bpDNA、抗体抗原、受体药品等对比分析基因芯片的产生背景与制备方法第9页基因芯片技术流程制备方法及点样仪器探针制备：标识方法杂交：杂交液、杂交温度、洗涤条件选择扫描仪:激光CCD分析软件开发基因芯片制备杂交检测数据分析基因芯片的产生背景与制备方法第10页一、制备基因芯片1、靶基因取得细胞或组织mRNAcDNA文库PCR扩增各种基因序列2、芯片基质选择及活化载玻片表面涂氨基硅烷或多聚赖氨酸3、点样仪点样基因芯片的产生背景与制备方法第11页二、制备样本核酸探针1、样本总RNA抽提：异硫氰酸胍2、mRNA分离与纯化：oligo－dT3、反转录并标识随机引物法逆转录标识物：同位素、荧光染料(cy3-绿色/cy5－红色)、化学发光基因芯片的产生背景与制备方法第12页三、杂交试验条件杂交杂交体积(使核酸浓度增加10万倍）玻片:2-200l

滤膜：5-50ml

杂交液和杂交液组份杂交温度、时间洗涤洗涤液组成洗涤温度、时间基因芯片的产生背景与制备方法第13页四、杂交信号检测1、激光共聚焦扫描光源：特定波长光激发面积：<100m2ScanArray30002、CCD成像术光源：连续波长光（如弧光灯）激发面积：同时激发多个1cm2基因芯片的产生背景与制备方法第14页五、芯片数据处理和分析

图像处理数据获取、存放与显示芯片数据统一化芯片数据统计学分析芯片数据生物学分析

基因芯片的产生背景与制备方法第15页基因芯片芯片测序药品研究基因图绘制农林业表示分析突变检测军事、司法疾病诊疗…….…….…….…….基因芯片技术应用基因芯片的产生背景与制备方法第16页一、芯片测序1，未知序列DNA与大量寡核苷酸集合杂交2，完整双链体寡聚物判定与分析3，重建DNA序列

一百万个12核苷酸点阵可测定1000个碱基序列二、突变检测基因芯片的产生背景与制备方法第17页三、基因图谱绘制

已知序列基因多态性探测及基因全序列测定四、大规模基因表示平行性分析测定和识别细胞谱系和组织间有差异表示基因，以及某项干预前后同一细胞差异表示基因。基因芯片的产生背景与制备方法第18页四、药品筛选西药中药功效食品筛选药品作用靶标筛选药品有效成份筛选药品毒副作用及致畸致突变作用基因芯片的产生背景与制备方法第19页五、临床试验室诊疗(1)高度灵敏性和准确性(2)快速简便(3)可同时检测各种疾病(4)自动化程度高(5)便于数据综合性分析基因芯片的产生背景与制备方法第20页六、微生物菌种判定及致病机制研究致病微生物毒力基因、抗药基因、致病因子筛选检测研究感染微生物基因组，进行菌种判定监测受感染宿主基因表示改变，研究致病微生物致病机制了解药品对微生物基因表示影响，研究药品作用机制基因芯片的产生背景与制备方法第21页七、生物芯片在农林业中应用（1）农业：高产、适应能力强种株选育（2）林业：