生物芯片的应用与发展

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1、2011年9月热带农业科学第31卷第9期Sep．2011CHINESEJOURNALOFTROPICALAGRICULTUREVol．31,No．9生物芯片应用与发展①张雯龙1,2)②潘连富1)(1广西农业科学院微生物研究所广西南宁5300072广西作物遗传改良生物技术重点开放实验室广西南宁530007)摘要生物芯片具有高通量、高信息量、快速、所需样品少等优点，已经成为科学研究的热点之一。本文介绍生物芯片的概念，并综述4种生物芯片的主要应用领域及应用现状，同时分析生物芯片技术中存在的问题。尽管生物芯片受到很多相关技术

2、的制约，但仍具有非常广阔的应用前景。关键词生物芯片；基因芯片；蛋白质芯片；组织芯片；芯片实验室分类号R318ApplicationandDevelopmentofBio-chipZHANGWenlongPANLianfu（1MicrobiologyResearchInstitute,GuangxiAcademyofAgricultureScience,Nanning,Guangxi530007;2GuangxiCropGeneticImprovementandBiotechnologyLab,Nanning,Guan

3、gxi530007）AbstractBiochiptechnologyisahighthroughput,largeinformation,rapidandneedlesssamplestechniqueandhasbeenoneofthehotspotsciencestudies.Thebasicconcept,mainclassificationandbasictheoryaresummarized.Thispaperalsodiscussedtheapplicationoffourkindsofchipsbio

4、chip.Thenweanalyzetheexistedproblem.Althoughtherearesomerestrictions,biochiphasbroadapplications.Keywordsbiochip;DNAchip;proteinchip;tissuemicroarray;lab-on-chip1991[1]生物芯片是指将生物大分子或细胞等高密度年Fordor首先提出了DNA芯片的概念。1995年美国斯坦福大学P.O.Brown实验室制作出的、有序的固定于某种载体上所形成的微型检测器第一块以

5、玻璃为载体的基因微矩阵，并将这种由高件，通过特异分子间相互作用将待测样品标记后与速自动化制成的DNA微阵列用于相应基因表达量的生物芯片反应，待样品与之结合后通过各种检测手测量[2]段获取信息，经计算机处理分析得到样品的信息。。近年来，人们将DNA芯片的概念延伸，又形成了以DNA芯片为代表的生物芯片的概念，由于理论上，几乎所有种类的生物分子都可作为芯片上生物芯片打破了传统方法，使许多反应过程能在芯的探针，目前常见的生物芯片主要分为：基因芯片片上完成，并且具有高通量、高信息量、快速、样(genechip)、蛋白质芯片(p

6、roteinchip)、组织芯片品用量少等优点，满足了人类对大量基因研究和应(tissuemicroarray,TMA)和芯片实验室(lab-on-用的迫切需求，因此，在1998年被评为世界十大chip)。其中基因芯片、蛋白质芯片以及组织芯片的原理相同[3]科技突破之一。此后短短几年中，该技术发展迅，都是利用分子间的特异性结合，只是速，目前世界上已有几百所机构在进行研究及生产基因芯片的样品是寡核苷酸片段或基因片段，而蛋生物芯片，随着技术的发展，生物芯片必将成为基白质芯片的样品是各种蛋白质，组织芯片的样品是因组研究中最

7、基本的实验手段。个体的临床组织标本。基因芯片、蛋白质芯片和组①基金项目：广西农业科学院基本科研业务专项(No.2011YM18)。收稿日期：2011-08-02；责任编辑/黄东杰；编辑部E-mail：rdnk@163.com。②张雯龙(1981～)，男，硕士，研究实习员，研究方向为生物防治和应用微生物的研究。-27-2011年9月热带农业科学第31卷第9期织芯片均是将传统的多个实验集成在一个实验中完1.1.2医学方面成，但整个实验仍需要分步完成；微流体芯片却不在许多病理学实验室中，常规数据均通过免疫同，它不仅能将同一

8、实验的多个步骤集成到一步完组织化学[5][6]或电子显微镜获得。由于、定量测量成，还能将多种实验集成在一个实验中完成，芯片现代分子生物学的快速发展，许多临床和基础研究实验室是微流体芯片的高级形式，是将整个生物实者在肿瘤研究领域都将遗传的变化和肿瘤的基因表验室集约到一张芯片上，即芯片实验室是生物芯片达作为研究重点。这种分子方面的分析对于不同疾技术