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生物晶元技術

發布時間: 2020-11-19 02:56:35

1. 什麼生物晶元

生物晶元是指包被在矽片、尼龍膜等固相支持物上的高密度的組織、細胞、蛋白質、核酸、糖類以及其它生物組分的微點陣。晶元與標 記的樣品進行雜交,通過檢測雜交信號即可實現對生物樣品的分析。目前常見的生物晶元主要有基因晶元,,蛋白質晶元、組織晶元等。基因 晶元也可以叫做 reverse northern - dot blots。目前主要有檢測基因突變的基因晶元和檢測基因表達水平的基因表達譜晶元。基因晶元技術 主要包括晶元微陣列制備、樣品制備、雜交、信號的檢測和分析等。蛋白質晶元主要是蛋白質如抗原或抗體在載體上的有序排列,依據蛋白質 分子、蛋白質與核酸相互作用的原理進行雜交、檢測和分析。從不同的組織內進行活體解剖後取出圓柱狀的組織,然後包埋在受體區組內,這樣的石蠟塊集成體便構成了組織晶元。

2. 生物晶元技術的應用意義

對來源於不同個體(正常人與患者)、不同組織、不同細胞周期、不同發育階段、不同分化階段、不同病變、不同刺激(包括不同誘導、不同治療階段)下的細胞內的mRNA或逆轉錄後產生的cDNA與表達譜基因晶元進行雜交,可以對這些基因表達的個體特異性、組織特異性、發育階段特異性、分化階段特異性、病變特異性、刺激特異性進行綜合的分析和判斷,迅速將某個或幾個基因與疾病聯系起來,極大地加快這些基因功能的確立,同時進一步研究基因與基因間相互作用的關系。所以,無論何種研究領域,利用表達譜基因晶元可以獲得大量與研究領域相關的基因,使研究更具目的性和系統性,同時也拓寬研究領域。

3. 生物晶元包括哪些常用的實驗室技術

生物晶元(biochip或bioarray)是根據生物分子間特異相互作用的原理,將生化分析過程集成於晶元回表面答,從而實現對DNA、RNA、多肽、蛋白質以及其他生物成分的高通量快速檢測。狹義的生物晶元概念是指通過不同方法將生物分子(寡核苷酸、cDNA、genomic DNA、多肽、抗體、抗原等)固著於矽片、玻璃片(珠)、塑料片(珠)、凝膠、尼龍膜等固相遞質上形成的生物分子點陣。因此生物晶元技術又稱微陳列(microarray)技術,含有大量生物信息的固相基質稱為微陣列,又稱生物晶元。生物晶元在此類晶元的基礎上又發展出微流體晶元(microfluidics chip),亦稱微電子晶元(microelectronic chip),也就是縮微實驗室晶元。

4. 什麼是生物晶元技術

來生物晶元技術是通過縮微技術,自根據分子間特異性地相互作用的原理,將生命科學領域中不連續的分析過程集成於硅晶元或玻璃晶元表面的微型生物化學分析系統,以實現對細胞、蛋白質、基因及其它生物組分的准確、快速、大信息量的檢測。按照晶元上固化的生物材料的不同,可以將生物晶元劃分為基因晶元、蛋白質晶元、多糖晶元和神經元晶元。
生物晶元是指採用光導原位合成或微量點樣等方法,將大量生物大分子比如核酸片段、多肽分子甚至組織切片、細胞等等生物樣品有序地固化於支持物的表面,組成密集二維分子排列,然後與已標記的待測生物樣品中靶分子雜交,通過特定的儀器對雜交信號的強度進行快速、並行、高效地檢測分析,從而判斷樣品中靶分子的數量。由於常用矽片作為固相支持物,且在制備過程模擬計算機晶元的制備技術,所以稱之為生物晶元技術。

5. 生物晶元技術的研究背景

原定於2005年竣工的人類30億鹼基序列的測定工作(Human Genome Project,基因組計劃)由於高效測序儀的引入和商業機構的介入已經完成。怎樣利用該計劃所揭示的大量遺傳信息去探明人類眾多疾病的起因和發病機理,並為其診斷、治療及易感性研究提供有力的工具,則是繼人類基因組計劃完成後生命科學領域內又一重大課題。現在,以功能研究為核心的後基因組計劃已經悄然走來,為此,研究人員必需設計和利用更為高效的硬軟體技術來對如此龐大的基因組及蛋白質組信息進行加工和研究。建立新型、高效、快速的檢測和分析技術就勢在必行了。這些高效的分析與測定技術已有多種,如DNA質譜分析法,熒光單分子分析法,雜交分析等。其中以生物晶元技術為基礎的許多新型分析技術發展最快也最具發展潛力。早在1988年,Bains等人就將短的DNA片段固定到支持物上,以反向雜交的方式進行序列測定。當今,隨著生命科學與眾多相關學科(如計算機科學、材料科學、微加工技術、有機合成技術等)的迅猛發展,為生物晶元的實現提供了實踐上的可能性。生物晶元的設想最早起始於80年代中期,90年代美國Affymetrix公司實現了DNA探針分子的高密度集成,即將特定序列的寡核苷酸片段以很高的密度有序地固定在一塊玻璃、硅等固體片基上,作為核酸信息的載體,通過與樣品的雜交反應獲取其核酸序列信息。生物晶元由於採用了微電子學的並行處理和高密度集成的概念,因此具有高效、高信息量等突出優點。

6. 生物晶元技術 優點

生物晶元技術是通過縮微技術,根據分子間特異性地相互作用的原理,將生命科學領域中不連續的分析過程集成於硅晶元或玻璃晶元表面的微型生物化學分析系統,以實現對細胞、蛋白質、基因及其它生物組分的准確、快速、大信息量的檢測。按照晶元上固化的生物材料的不同,可以將生物晶元劃分為基因晶元、蛋白質晶元、細胞晶元和組織晶元。生物晶元技術與傳統的儀器檢測方法相比具有高通量、微型化、自動化、成本低、防污染等特點。按照生物晶元的製作技術,可以將生物晶元劃分為微矩陣和原位合成晶元。

7. 生物晶元技術的技術前景

基因晶元用途廣泛,在生命科學研究及實踐、醫學科研及臨床、葯物設計、環境保護、農業、軍事等各個領域有著廣泛的用武之地。這些無疑將會產生巨大的社會和經濟效益。有著廣泛的經濟、社會及科研前景。因此,國際上一些著名的政治家,投資者和科學家均看好這一技術前景。認為基因晶元以及相關產品產值有可能超過微電子晶元,成為下一世紀最大的高技術產業,具有巨大的商業潛力。 1、高密度晶元的批量制備技術:利用平面微細加工技術,結合高產率原位DNA合成技術,制備高密度晶元是重要的發展趨勢。
2、高密度基因晶元的設計將會成為基因晶元發展的一個重要課題,它決定基因晶元的應用和功能。利用生物信息學方法,根據被檢測基因序列的特徵和檢測要求,設計出可靠性高,容錯性好,檢測直觀的高密度晶元是決定其應用的關鍵。
3、生物功能物質微陣列晶元的研製:發展高集成度的生物功能單元的微陣列晶元,特別是發展蛋白質、多肽、細胞和細胞器、病毒等生物功能單元的高密度自組裝技術,研製和開發有批量制備潛力的生物晶元制備技術。
基因晶元可為研究不同層次多基因協同作用提供手段。這將在研究人類重大疾病的相關基因及作用機理等方面發揮巨大的作用。人類許多常見病如腫瘤、心血管病、神經系統退化性疾病、自身免疫性疾病及代謝性疾病等均與基因有密切的關系。
生物晶元能為現代醫學發展提供強有力的手段,促進醫學從「系統、血管、組織和細胞層次」(第二階段醫學)向「DNA、RNA、蛋白質及其相互作用層次」(第三階段醫學)過渡,使之盡快進入實際應用。
DNA晶元技術可用於水稻抗病基因的分離與鑒定。水稻是中國的主要糧食作物,病害是提高水稻產量的主要限制因素。利用轉基因技術進行品種改良,是目前最經濟有效的防治措施。而應用這一技術的前提是必須首先獲得優良基因克隆,但目前具有專一抗性的抗病基因數量有限,限制了這一技術的應用。而基因晶元用於水稻抗病相關基因的分離及分析,可方便的獲取抗病基因,產生明顯的社會效益。
在醫葯設計、環境保護、農業等各個領域,基因晶元均有很多用武之地,成為人類造福自身的工具。 美國總統柯林頓在1998年1月對全國的演講中指出「未來十二年,基因晶元將為我們一生中的疾病預防指點迷津」。1998年6月27日華盛頓郵報在報道Motorola進入基因晶元領域時,認為這將造福於子孫後代。美國「Fortune」雜志在1997年3月重點介紹了基因晶元技術,論述了未來產業化的前景,該文預測「在2005年僅僅在美國用於基因組研究的晶元銷售額將達約50億美元,2010年有可能上升為400億美元」。這還不包括用於疾病預防及診治以及其它領域中的基因晶元,這部分預計比基因組研究用量還要大上百倍。
由於生物晶元的重大意義和巨大的商業潛力,北美和歐洲許多國家的政府和公司投入大量人力物力來推動此項研究工作。如美國的國立衛生研究院、商業部高技術署、國防部、司法部和一些大公司以及風險投資者投入了數億美元的巨資。基因晶元以及相關產品產業有可能成為下一世紀最大的高技術產業之一。

8. 生物晶元技術的定義

生物晶元(biochip)是指採用光導原位合成或微量點樣等方法,將大量生物大分子比如核酸片段、多肽分子甚至組織切片、細胞等等生物樣品有序地固化於支持物的表面,組成密集二維分子排列,然後與已標記的待測生物樣品中靶分子雜交,通過特定的儀器對雜交信號的強度進行快速、並行、高效地檢測分析,從而判斷樣品中靶分子的數量。由於常用矽片作為固相支持物,且在制備過程模擬計算機晶元的制備技術,所以稱之為生物晶元技術。

9. 生物晶元技術的基本原理是什麼

應該是鹼基互補配對原則
具體看專下屬面
http://ke..com/view/276106.htm?fr=ala0_1

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