生物芯片原理学习教案

1、会计学1生物芯片生物芯片(shn w xn pin)原理原理第一页，共77页。第1页/共77页第二页，共77页。测测第2页/共77页第三页，共77页。第3页/共77页第四页，共77页。生物芯片生物芯片(shn w xn (shn w xn pin)pin)分析过程分析过程试样处理试样处理点阵固定点阵固定反应或杂交芯片制作标记洗涤检测扫描检测扫描光刻合成微量点样喷墨纯化、标记光化学检测电化学检测计算处理第4页/共77页第五页，共77页。第5页/共77页第六页，共77页。第6页/共77页第七页，共77页。第7页/共77页第八页，共77页。第8页/共77页第九页，共77页。第9页/共77页第十页，共

2、77页。第10页/共77页第十一页，共77页。第11页/共77页第十二页，共77页。第12页/共77页第十三页，共77页。第13页/共77页第十四页，共77页。第14页/共77页第十五页，共77页。第15页/共77页第十六页，共77页。RNADNA1DNA2ProbeSouthernhybridizationNorthernhybridizationHybridization of Nucleic Acids第16页/共77页第十七页，共77页。Amino acid sequenceGLY-ASP-GLU-SER-SER-VAL-LEU-GGG-GAC-GAG-TCC-TCC-GTT-CTC-

3、Nucleic acid sequenceSynthesizingoligonucleotidePROBE GGGGACGAGTCCTCCGTTCTThe nucleic acid sequence isDeduced from amino acid sequenceChemical synthesisPreparation of Traditional Nucleic Acid Probe第17页/共77页第十八页，共77页。第18页/共77页第十九页，共77页。E x p r e s s io n C h ip s G e n o m ic C h ip sS e q u e n c in

4、 g C h ip sD N A C h ip s第19页/共77页第二十页，共77页。第20页/共77页第二十一页，共77页。芯片(xn pin)片基第21页/共77页第二十二页，共77页。第22页/共77页第二十三页，共77页。a. 氨基氨基(nj)片片 表面为氨基表面为氨基(nj)，直接与核酸分子的磷酸基团靠电，直接与核酸分子的磷酸基团靠电荷作用相结合荷作用相结合b. 醛基片醛基片 表面的醛基直接与生物分子的氨基表面的醛基直接与生物分子的氨基(nj)共价结合共价结合第23页/共77页第二十四页，共77页。c. 环氧已基片环氧已基片 表面表面(biomin)的环氧已基直接与生的环氧已基直接

5、与生物分子的氨基共价结合；物分子的氨基共价结合；d. N-羟基琥珀酰亚胺酯片羟基琥珀酰亚胺酯片 表面表面(biomin)的的N-羟基琥羟基琥珀酰亚胺酯基直接与生物分子的氨基共价结合。珀酰亚胺酯基直接与生物分子的氨基共价结合。第24页/共77页第二十五页，共77页。DNA Chip TechnologylSolid support. glass, plastic, metal, silicon. lMiniaturized array of DNA (genetic material)lWork on the biochemical principle of DNA/DNA hybridizat

6、ionlHybridized probes(DNA molecules)are fluorescently labeled第25页/共77页第二十六页，共77页。第26页/共77页第二十七页，共77页。第27页/共77页第二十八页，共77页。基基 因因 芯芯 片片 流流 程程样品样品(yngpn)(yngpn)制备制备芯片芯片(xn pin)(xn pin)制备制备杂交杂交(zji(zjio)o)杂交信号检测杂交信号检测数据分析数据分析第28页/共77页第二十九页，共77页。Each spot contains known DNAComplementary DNA hybridizeSigna

7、l appearsBiochip Based on Hybridization第29页/共77页第三十页，共77页。第30页/共77页第三十一页，共77页。第31页/共77页第三十二页，共77页。第32页/共77页第三十三页，共77页。上万个异源杂交反应，应选上万个异源杂交反应，应选择最协调条件。择最协调条件。 5 高灵敏度监测系统，阅读仪。高灵敏度监测系统，阅读仪。第33页/共77页第三十四页，共77页。第34页/共77页第三十五页，共77页。第35页/共77页第三十六页，共77页。第36页/共77页第三十七页，共77页。各种特征数据，将特征相近的归为一类，差别较大的归为不同的类。第37页/

8、共77页第三十八页，共77页。第38页/共77页第三十九页，共77页。第39页/共77页第四十页，共77页。通常1平方厘米可打印2 500个探针；缺点是定量准确性及重现性不好，打印针易堵塞且使用寿命有限。第40页/共77页第四十一页，共77页。第41页/共77页第四十二页，共77页。第42页/共77页第四十三页，共77页。第43页/共77页第四十四页，共77页。第44页/共77页第四十五页，共77页。Cy3 Cy5第45页/共77页第四十六页，共77页。第46页/共77页第四十七页，共77页。第47页/共77页第四十八页，共77页。第48页/共77页第四十九页，共77页。第49页/共77页第五

9、十页，共77页。第50页/共77页第五十一页，共77页。第51页/共77页第五十二页，共77页。第52页/共77页第五十三页，共77页。第53页/共77页第五十四页，共77页。第54页/共77页第五十五页，共77页。第55页/共77页第五十六页，共77页。第56页/共77页第五十七页，共77页。第57页/共77页第五十八页，共77页。第58页/共77页第五十九页，共77页。第59页/共77页第六十页，共77页。l生长因子生长因子PCR芯片芯片l炎症细胞因子与受体炎症细胞因子与受体PCR芯片芯片l干扰素及其受体干扰素及其受体PCR芯片芯片lTh1-Th2-Th3PCR芯片芯片lToll样蛋白受体

10、信号转导样蛋白受体信号转导PCR芯片芯片l细胞外基质与粘连分子细胞外基质与粘连分子PCR芯片芯片l神经神经(shnjng)营养素与受体营养素与受体PCR芯芯片片l低氧信号通路低氧信号通路PCR芯片芯片第60页/共77页第六十一页，共77页。第61页/共77页第六十二页，共77页。第62页/共77页第六十三页，共77页。第63页/共77页第六十四页，共77页。第64页/共77页第六十五页，共77页。蛋白质芯片蛋白质芯片(xn pin)的分类的分类第65页/共77页第六十六页，共77页。第66页/共77页第六十七页，共77页。第67页/共77页第六十八页，共77页。提出生物学问题提出生物学问题(wnt)（实验目的）（实验目的）样品预处理样品预处理（重组蛋白，（重组蛋白，制备制备(zhbi)一、二级抗体，一、二级抗体，荧光标记）荧光标记）生化反应生化反应化学偶合，加底物，化学偶合，加底物，反应温度反应温度(wnd)和时间，和时间，冲洗条件冲洗条件检测检测（荧光和比色扫描或拍照，（荧光和比色扫描或拍照，参数设置）参数设置）数据分析和建模数据分析和建模 图象量化，标准化图象量化，标准化建立模型）建立模型）1 12 23 34 45 5蛋白质芯片制备蛋白质芯片制备6 6第68页/共77页