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生物芯片的技术核心(下)

2025-04-09 23:32:48杂谈36

探针是生物芯片技术中的核心组件,其功能在于识别靶序列并携带报告分子(如同位素、荧光、地高辛等),为提高监测灵敏度,研究者们致力于信号放大以及模板扩增的研究,其中采用特殊处理方法的探针技术有三种,首先是分支探针技术,其原理是设计具有庞大分支结构的分支核苷酸探针,分支末端以酶标记,这种设计能将标本杂交时的极弱信号通过分支核苷酸与酶的双重放大作用转换为较强的化学信号,其次是分子信标技术(Molecular beacon),这是一种巧妙设计的荧光标记核酸探针,未杂交状态下呈发夹结构,在发夹的两端分别连接荧光素分子和猝灭分子,利用荧光共振能量转移原理(FRET),最后是肽核酸(Peptide nucleic acids, PNA),它以中性酰胺键为骨架,不带电荷,是DNA的类似物,因其与DNA的高亲和性和良好的酶解稳定性,多用于诊断和检测。

杂交反应及过程控制技术

芯片杂交是DNA芯片技术中除DNA方阵构建外最重要的一步,杂交时需选择适当的条件,使大多数正确配对物不被遗漏(假阴性尽可能少),同时降低错配杂交率(假阳性尽量少),这一过程是提高芯片在实际应用中的准确性的关键,杂交条件的构建需根据芯片的实际情况进行优化,影响因素包括寡核苷酸探针密度、支持介质与杂交序列间的间隔序列长度、杂交序列长度、GC含量、探针浓度、核酸二级结构等。

杂交图谱的信号检测技术

杂交图谱的信号检测是生物芯片技术的两个关键技术之一,目前关于芯片的大量专利和研究集中在这一领域,荧光检测是主要的检测方法,包括激光共聚焦荧光显微扫描和CCD荧光显微照相检测,还有研究者正在尝试建立新的检测系统,以提高杂交信号检测的灵敏度,比较成熟的是采用激光系统扫描仪进行的荧光检测,其噪音水平、信噪比、分辨率是衡量其工作质量的重要指标,质谱法、化学发光和其他检测方法也正在研究和试验阶段,目前有很多厂商生产生物芯片信号检测扫描仪,知名的公司包括Genomic Solutions、Packard、GSI等,其中GSI Lumonics公司的ScanArray系列一直是生物芯片扫描检测系统中的领先产品。

信号(信息)分析与解读——数据分析

芯片杂交图谱的多态性处理与存储都由专门设计的软件完成,一个完整的生物芯片配套软件包括生物芯片扫描仪的硬件控制软件、生物芯片的图像处理模块、数据提取或统计分析软件等,数据分析是生物芯片研究领域中的焦点和重点,目前有许多数学统计的方法用于芯片数据处理与信息提取,如聚类分析、主成分分析、时间序列分析等,免责声明:本文内容来源于网络传播知识、有益学习和研究为宗旨,转载仅供参考学习及传递有用信息之用,版权归原作者所有,如有侵犯权益请联系删除。