基因芯片的产生背景与制备方法.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,基因芯片,(Gene chip),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,（,Human Genome Program),-,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,Dot blot,Southern blot,Northern blot,Dot blot,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）,25bp,DNA,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）,5005000bp,DNA,、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,mRNA,cDNA,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：oligodT,3、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,:2-200,l,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：,100,m,2,ScanArray 3000,2,、,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,1cm,2,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：,抗病虫害、经济价值高林木选育,基因芯片的产生背景与制备方法,第22页,八、军事、司法方面,（,1,）开发生物战病原体检测系统,（,2,）研制生物战保护剂,（,3,）血型及亲子判定,（,4,）,DNA,指纹分析,基因芯片的产生背景与制备方法,第23页,