一點點解開神秘面紗：蛋白質(zhì)芯片是如何工作的?

以下內(nèi)容中，小編將對蛋白質(zhì)芯片的工作原理的相關內(nèi)容進行著重介紹和闡述，希望本文能幫您增進對蛋白質(zhì)芯片的了解，和小編一起來看看吧。

集成電路，縮寫作 IC;或稱微電路(microcircuit)、微芯片(microchip)、晶片/芯片(chip)在電子學中是一種將電路(主要包括半導體設備，也包括被動組件等)小型化的方式，并時常制造在半導體晶圓表面上。

在諸多芯片的種類中，其中包含一類特殊的芯片——蛋白質(zhì)芯片。下面，我們來看看蛋白質(zhì)芯片的工作原理。

蛋白芯片技術的研究對象是蛋白質(zhì)，其原理是對固相載體進行特殊的化學處理，再將已知的蛋白分子產(chǎn)物固定其上(如酶、抗原、抗體、受體、配體、細胞因子等)，根據(jù)這些生物分子的特性，捕獲能與之特異性結(jié)合的待測蛋白(存在于血清、血漿、淋巴、間質(zhì)液、尿液、滲出液、細胞溶解液、分泌液等)，經(jīng)洗滌、純化，再進行確認和生化分析;它為獲得重要生命信息(如未知蛋白組分、序列。體內(nèi)表達水平生物學功能、與其他分子的相互調(diào)控關系、藥物篩選、藥物靶位的選擇等)提供有力的技術支持。

1.固體芯片的構(gòu)建

常用的材質(zhì)有玻片、硅、云母及各種膜片等。理想的載體表面是滲透濾膜(如硝酸纖維素膜)或包被了不同試劑(如多聚賴氨酸)的載玻片。外形可制成各種不同的形狀。Lin，SR等人引采用APTS-BS3技術增強芯片與蛋白質(zhì)的結(jié)合。

2.探針的制備

低密度蛋白質(zhì)芯片的探針包括特定的抗原、抗體、酶、吸水或疏水物質(zhì)、結(jié)合某些陽離子或陰離子的化學集團、受體和免疫復合物等具有生物活性的蛋白質(zhì)。制備時常常采用直接點樣法，以避免蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)改變。保持它和樣品的特異性結(jié)合能力。高密度蛋白質(zhì)芯片一般為基因表達產(chǎn)物，如一個cDNA文庫所產(chǎn)生的幾乎所有蛋白質(zhì)均排：列在一個載體表面 ，其芯池數(shù)目高達1600個/cm2，呈微距陣排列，點樣時須用機械手進行，可同時檢測數(shù)千個樣品。

3.生物分子反應

使用時將待檢的含有蛋白質(zhì)的標本如尿液、血清、精液、組織提取物等，按一定程序做好層析、電泳、色譜等前處理，然后在每個芯池里點入需要的種類。一般樣品量只要2-10μL即可。

根據(jù)測定目的不同可選用不同探針結(jié)合或與其中含有的生物制劑相互作用一段時間，然后洗去未結(jié)合的或多余的物質(zhì)，將樣品固定一下等待檢測即可。

4.信號檢測分析

直接檢測模式是將待測蛋白用熒光素或同位素標記，結(jié)合到芯片的蛋白質(zhì)就會發(fā)出特定的信號，檢測時用特殊的芯片掃描儀掃描和相應的計算機軟件進行數(shù)據(jù)分析，或?qū)⑿酒派滹@影后再選用相應的軟件進行數(shù)據(jù)分析。間接檢測模式類似于ELISA方法，標記第二抗體分子。以上兩種檢測模式均基于陣列為基礎的芯片檢測技術。該法操作簡單、成本低廉，可以在單一測量時間內(nèi)完成多次重復性測量。國外多采用質(zhì)譜分析基礎上的新技術，如表面加強的激光離子解析一飛行時間質(zhì)譜技術(SELDI-TOF-MS)，可使吸附在蛋白質(zhì)芯片上的靶蛋白離子化，在電場力的作用下計算出其質(zhì)量電荷比，與蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫配合使用，來確定蛋白質(zhì)片段的分子量和相對含量，可用來進行檢測蛋白質(zhì)譜的變化。光學蛋白芯片技術是基于1995年提出的光學橢圓生物傳感器的概念。利用具有生物活性的芯片上靶蛋白感應表面及生物分子的特異性結(jié)合性，可在橢偏光學成像觀察下直接測定多種生物分子。

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