蛋白质芯片技术及其应用

2. 蛋白质芯片技术及其应用 Protein chip(microarray) 董建桐 201000111016 2010级化学基地

3. 蛋白质芯片的概况 芯片的制备与检测 蛋白质芯片的应用 前景与发展 一 四 二 三 Contents

4. 一、概况

5. 一、概况

6. 一、概况 蛋白质芯片( protein chip) 是指以蛋白质分子作为配基, 将其固定在固相载体的表面, 形成 的蛋白质微阵列( protein microarray) [1]。 最早进行蛋白质芯片研究的 是德国科学家Lueking[2,3]

7. 一、概况 采用原位合成、机械点样或者共价结合等方法将多肽、蛋白 质、酶、抗原、抗体固定于硅片、玻璃片、塑料片、凝胶、尼 龙膜等固相介质上形成生物分子点阵[4]；

8. 一、概况 待分析样品中的生物分子与蛋白质芯片的探针分子发生杂交 或相互作用；

9. 一、概况 利用激光共聚焦显微扫描仪等对杂交信号进行高通量检测和分析。

10. 蛋白质检测芯片 普通玻璃载体芯片 无活性芯片 化学表面芯片 活性 用途 表面成分 载体 多孔凝胶覆盖芯片 蛋白质功能芯片 有活性芯片 生物表面芯片 微孔芯片 一、概况 蛋白质芯片的分类[7,8]

11. 一、概况 蛋白质芯片的特点 特异性强 敏感性高 通量高 重复性好 应用性强

12. 一、概况 Hall, Ptacek, Snyder 2007 Mech Ageing Dev. 128: 161-167

13. 蛋白质芯片制备 提出生物学问题 （实验目的） 数据分析和建模 （图象量化，标准化， 采集蛋白信息，建立模型） 样品预处理 （重组蛋白，制备一、二级抗体， 荧光标记，配蛋白印记缓冲液） 检测 （荧光和比色扫描或拍照， 参数设置） 生化反应 化学偶合，加底物， 反应温度和时间， 冲洗条件 二、制备与检测

14. 二、制备与检测 1)表面有活性基团; 2) 探针固定后能保持蛋白质活性; 3)使单位载体上结合的蛋白分子达到最佳容量; 4)具有良好的生物兼容性; 5)载体惰性, 有足够的稳定性； 6) 均一性好。 1.载体的选择[8] 载体应满足以下要求：

15. 二、制备与检测 2.蛋白质的固定方式[9,10] 1）扩散 2）物理吸附 3）共价连接 4）亲和捕获

16. 二、制备与检测 3.芯片的封阻[11] 所用的试剂主要有BSA （牛血清白蛋白）和Gly 两种。 封阻后, 用PBST ( 含0. 1% Tw een 20 的PBS) 反复洗涤芯 片, 将多余的封阻剂洗去。 4.标记法的信号扩大[5,10]： ①生物素－ 亲和素放大法 ②纳米金－ 银增强方法 ③滚环扩增放大法( rolling-circle amplification， RCA)

17. 非标记检测法 • 探针标记检测法 • 表面增强激光解吸离子化技术 • (Surface enhanced laser desorption/ionization, SELDI) • 表面等离子体共振检测技术（surface plasmon resonance, SPR） • 原子力显微镜检测技术 • （atomic force microscope, AFM ） • 同位素标记检测 • 荧光标记检测 • 化学发光检测 • 酶免疫标记检测 • 胶体金标记检测

18. 基因表达的筛选 特异性抗原抗体 的检测 蛋白质组学研究 药物筛选与药理 研究 蛋白质 芯片 蛋白质和小分子 间相互作用 疾病诊断与疗效 判定 食品分析 细胞因子分析 毒理芯片Tox Chip 信号通路元件研究 三、蛋白质芯片的应用[7,8]

19. 三、蛋白质芯片的应用 • 1.抗体芯片 • 蛋白表达谱 • 磷酸化水平改变 • 蛋白质间相互作用

20. 凋亡因子抗体芯片

21. 生物素标记抗体芯片

22. 2.基于蛋白质芯片的肿瘤血清生物标识物发现的原理2.基于蛋白质芯片的肿瘤血清生物标识物发现的原理

23. 3. 应用蛋白质芯片在人血清中发现肾癌差异蛋白

24. 蛋白质芯片技术[5] 共聚焦激光 扫描技术 化学荧光 标记技术 联合运用 微电子技术 微机械技术 分子生物学 技术 半导体技术 计算机技术 四、前景与发展

25. 四、前景与发展 快速、廉价、高通量、规模生产 特异性更强 样品准备和标记操作大为简化 成像与数据分析一体化 检测数据的标准化

26. 参考文献 [1] 胡洁, 朱有名. 蛋白质芯片技术在蛋白质组研究领域的应用[J]. 国外医学临床生物化学与检验学分册, 2004,5, 25(3):223-225. [2] Frears ER,Stephens DJ,Waiters CE, et al. The role of cholesterol in the biosynthesis of β-amyloid[J]. Neuroreport, 1999,10(8): 1699–1705. [3] Lucking A, Horn M, Eickho H, et al. Protein microarrays for gene expression and antibody screening[J].Analy Biochem,1999, 270: 103–111. [4] Xiao H. Research in Protein chip and Its Application[J]. Journal of Linyi Normal University, 2007,6, 29(3):49-54. [5] Sha SHA, ZHENG Xiao-dong*. Progress of Protein Chip Construction Technology[J]. Current Biotechnology, 2011, 1(5):312-317. [6] Jinghui C H Y. Progr ess on Protein Microar r ay Technique[J]. BIOTECHNOLOGY BULLETIN, 2006(5):54-57. [7] 刘辉琦, 刘杰. 蛋白质芯片的发展及应用[J]. 医学理论与实践, 2010, 23(7):789-794.

27. 参考文献 [8] Ping S, Fengchun Z, Ying Z. ProteinM icroarray Technology and Application Status[J]. JOURNAL OF BE IHUA UN IVERSITY( Na tura l Sc ience), 2009,4, 10(2):115-120. [9] 鲁劲松, 孙启玉. 蛋白质芯片技术的研究进展[J]. 学科进展与展望,2005(5):277-281. [10] Dong L K, Long Z J. Progress of Protein Chip Technology[J]. CHINA BIOTECHNOLOGY, 2004,12, 24(12):48-52. [11] 崔振玲, 黄静. 蛋白质芯片技术研究进展[J]. 生物学通报, 2002, 37(7):5-6. [12] Jiangong L, Zhike H. Recent Advances in Protein Chip and Its Application in Analytical Chemistry[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2004,2, 32(2):244-247.

28. 谢谢观看！ 蛋白质芯片技术及其应用 董建桐 201000111016 2010级化学基地