会计学1CELL=23PAIRSOFCHROMOSOMES23PAIRSOFCHROMOSOMES=~3,200,000,000BASES1HUMANBODY=100,000,000,000,000CELLS基因芯片结构示意图/生物芯片的制作步骤基因芯片研制的总体蓝图简介基因芯片是信息时代的产物中科院遗传所人类基因组中心北京大学联合基因集团有限公司我国第一家批量生产基因芯片拥有近2千条基因药物发明专利东南大学吴健雄实验室中科院计算所生物信息学实验室上海生科院我国基因芯片的研究现状生物芯片分类6400点的基因芯片（面积12X14mm)基因芯片（genechip）的原理基因芯片又称DNA微阵列（DNAmicroarray）主要类型基因芯片/DNA微阵列GeneChip/DNAMicroarray核酸杂交技术是基因芯片应用的基础。核酸体外杂交技术表达型基因芯片的设计一、基因芯片（DNA微阵列）1.基因芯片原理2.基因芯片的基本原理分析这5个亚序列依次错开一个碱基而重叠7个碱基。亚序列中A、T、C、G4个碱基自由组合而形成的所有可能的序列共有65536种。假如只考虑完全互补的杂交，那么48个8nt亚序列探针中，仅有上述5个能同靶DNA杂交。可以用人工合成的已知序列的所有可能的n体寡核苷酸探针与一个未知的荧光标记DNA/RNA序列杂交，通过对杂交荧光信号检测，检出所有能与靶DNA杂交的寡核苷酸，从而推出靶DNA中的所有8nt亚序列，最后由计算机对大量荧光信号的谱型（pattern）数据进行分析，重构靶DNA的互补寡核苷酸序列。原理--通过杂交检测信息二、基因芯片基本操作流程基因芯片流程基因芯片的操作流程基因芯片流程（一）例基于芯片的基因测序基因芯片流程（二）基因芯片流程（三）基因芯片流程（四）微流控芯片检测仪基因芯片的阅读分析系统芯片扫描仪芯片杂交盒三、基因芯片设计步骤确定芯片所要检测的目标对象查询生物分子数据库取得相应的DNA序列数据序列对比分析找出特征序列，作为芯片设计的参照序列。数据库搜索得到关于序列突变的信息及其它信息。在进行探针设计和布局时必须考虑以下几个方面：(1)互补性(2)敏感性和特异性(3)容错性(4)可靠性(5)可控性(6)可读性基因芯片使用步骤原位合成法1、原位光蚀刻合成目前美国Affymetrix公司已有同时检测6,500个已知人类基因的DNA芯片，并且正在制备含500,000-1,000,000个寡核苷酸探针的人类基因检测芯片。该公司每月投入基因芯片研究的经费约100万美元。该产品不仅可用于基因表达分析和基因诊断等，而且在大规模药物开发方面也具有诱人的前景。目前，用于分子诊断的DNA芯片不仅已可用于检测爱滋病病毒基因还可用于囊性纤维化（CF）、乳腺癌、卵巢癌等疾病相关基因的基因诊断。鉴于光刻设备技术复杂，只能有专业化公司生产，加之成本高及合成效率不高的问题，因此有待进行以下研究：⑴对光刻技术进行改进，提高合成效率；⑵开发新的原位合成技术，如喷印合成技术，该技术既能进行原位合成又能进行非原位合成。2、光导原位合成法3、原位喷印合成4、点样法玻璃片基的处理：使玻璃表面获得羟基、醛基、氨基等活性基团。点样针沾取探针溶液。点样针把探针点到玻片表面，让探针末端的化学集团与玻片表面的集团形成共价键。针式点样的优缺点优点：成本低，操作简单，密度高（几千-几十万点/cm2)，转移过程中探针溶液损失小。缺点：定量准确性、重现性不好/生产商Bio-Rad性能介绍分辨率：1.25um(x，y轴)和0.25um(Z轴)，重复性：3um球面精确性：l0um。一次制成芯片数：126块芯片每块玻片点样量>82,000个点/喷墨点样的方式类似于喷墨打印机。将合成用探针溶液放入打印墨盒内，由电脑依据预定的程序在xyz方向自动控制打印喷头在芯片支持物上移动，并根据芯片不同位点探针序列需要将特定的探针试剂（不足纳升）喷印到特定位点。喷印上去的试剂即以固相合成原理与该处支持物发生偶联反应。7.分子印章法2.基因芯片样品制备1．样品制备。2样本采集过程关键点．离体新鲜组织，切成多个1cm3小块，剔除结缔组织和脂肪组织。胃、肠组织应剪除外膜；肝、肾、脾应剪除门部血管神经，肿瘤组织应将周围的正常组织切除干净（正常组织也应将周围的肿瘤组织切除干净）。在RNase％生理盐水中漂洗样品，以去除血渍和污物。用铝箔包裹组织，或用5ml冻存管装载组织(但最好统一采用铝箔)。用记号笔在铝箔或冻存管外表写明样品编号，并贴上标签，迅速投入液氮冷却。填写样品登记表，写明样品名称、种类、编号、取样日期、样品处理情况等将液氮冷却的组织放入样品袋（每个样品袋只保存同样的组织），袋口留一根编号绳，