Biology 版 (精华区)

发信人: cameran (竹晨), 信区: Biology
标  题: 再谈生物芯片
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年07月29日13:25:49 星期天), 站内信件

再谈生物芯片
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　　　由生物芯片所分析的对象来分，常用的生物芯片可分为三大类：即基因芯片、蛋
白质芯片和芯片实验室，分析对象分别是核酸、蛋白质等。从理论上来说，几乎所有种
类的生物分子均可用做芯片上的探针，比如蛋白、糖、脂类和细胞等。目前最成功并形
成一定市场的是DNA芯片，将DNA或cDNA在芯片上作成点阵，用于基因检测等方面的研究
。从80年代初 SBH(sequencing by hybridization)概念的提出，到90年代初以美国为主
开始进行的各种生物芯片的研制，在短短10年间，芯片技术获得了迅速发展。目前国外
已有十几家专业从事DNA芯片研究的公司，其代表公司为以光蚀刻技术为代表的Affymet
rix公司、采用喷墨印刷技术的Incyte公司等等。国内清华大学、复旦大学等的一些实验
室也在开展这一工作。
　　目前，许多技术领先的实验室已将研究重点转移至对人类基因组中已知基因的功能
研究上。在已知基因序列与疾病相关的研究方面，已从研究疾病的起因向探索其发病机
制转移，从疾病的诊断向疾病的易感性研究转移。由于这些研究都与DNA/RNA和蛋白质的
结构功能等因素密切相关，因此许多国家的研究人员已开始考虑在后基因组时期是否能
采用更有效的技术以利用庞大的DNA及蛋白质信息。研究蛋白质的方法目前多用cDNA芯片
，但由于其局限性，更好的研究蛋白质与蛋白质功能的是蛋白质芯片。《科学》杂志9月
8日发表了一篇由哈佛大学研究的蛋白质芯片的论文是最近有关蛋白质芯片的最新进展。

　　到目前为止，生物芯片的应用研究大多集中在生物芯片的制备方法等方面，开发出
的系统对实验室规模和仪器设备的要求较高、依赖性较强，因此存在如芯片的特异性差
、信号检测的灵敏度低、样品制备和标记操作的一体化欠佳等问题。使得这一技术成为
实验室研究或临床可以普遍采用的常规方法仍有许多障碍。解决这些难题的根本方法是
研制和开发高度集成化的综合样品制备、基因扩增、核酸标记及检测为一体的便携式生
物分析系统，即所谓的微型全分析系统（micro total analytical system, MTAS）；或
者更形象地称为缩微芯片实验室（laboratory on chip, LOC）。
　　在对DNA和蛋白质进行分析的各种技术中，最令人关注的当属以生物芯片技术为基础
的亲和结合分析、毛细管电泳分析和质谱分析等。在这些技术的基础上， 再结合采用生
物芯片技术的样品制备方法 （芯片细胞分离技术）和生化反应方法（如芯片免疫分析和
芯片核酸扩增技术）等，许多研究机构和工业界都已开始构建缩微芯片实验室（LOC）。
建立这种新型概念实验室的最终目的是，将生命科学研究中的许多不连续的分析过程如
样品制备、生物化学反应和目标基因分离检测等烦琐的实验操作，通过采用象集成电路
制作中的半导体光刻加工那样的缩微技术，移植到芯片上进行，使其连续化、微型化。
这与当年将数间房屋大小的计算机缩微成现在笔记本式计算机有异曲同工之妙。

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欲讯秋情众莫知, 喃喃负手叩东篱。
孤标傲世偕谁隐，一样花开为底迟？
圃露庭霜何寂寞，鸿归蛩病可相思？
休言举世无谈者，解语何妨片语时。

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