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    蛋白质芯片简介
    什么是蛋白质芯片?
    蛋白质芯片,顾名思义,是将多种蛋白质固定在芯片介质上,用于检测蛋白质相关物质的一种技术。
    按照检测的目的不同,可以分为A. 蛋白质表达水平检测(包括细胞因子检测);B. 蛋白质磷酸化水平检测;C. 蛋白质相互作用的检测。前两者(A和B)检测原理都是抗体抗原结合,在芯片介质上固定的是抗体,因此又被称为抗体芯片。C的检测原理是蛋白质间相互作用,芯片介质上固定的一般是纯化的重组蛋白,因此又称重组蛋白芯片
    按照芯片介质的不同,可以分为:a. 平面芯片(Planar array;b. 微球芯片(Bead-based array。平面芯片,顾名思义,其芯片介质表面是一个平面,目前常用的有三类:膜介质(如硝酸纤维素膜、PVDF膜等);玻璃介质(和传统基因芯片介质相同);微孔板。微球芯片,又被称为悬浮芯片,其芯片介质是几十微米大小的微球。
    蛋白芯片技术是继基因芯片技术后发展起来的生物检测技术,是蛋白质组学研究中除了酵母双杂交、双向电泳技术、质谱技术等之外的一种重要的工具。它是一种高通量的蛋白质检测分析技术,一次试验可以检测几百种目标因子,且只需几十微克的蛋白样品。蛋白芯片技术具有平行、快速、自动化的优点,并且检测到的平行数据误差更小、更准确,这对于高通量的研究具有非常重要的意义。它的出现对于生物学、临床检验医学、遗传学、肿瘤学等多学科的进步具有极大的推动作用。
    如需了解更多蛋白质芯片相关信息,欢迎与杏园生物技术支持联系交流。
     
    为什么选择蛋白质芯片?
    蛋白组学研究是生命科学发展的一个大方向之一。继人类基因组计划完成以后,研究人员已经能够分析无数个疾病相关的基因组DNA水平上的变异和基因表达RNA水平上的变异。然而,基因水平的研究反映了DNA和RNA水平的变化,真正发挥功能的蛋白质要经过转录后加工、翻译调控以及翻译后加工等许多步骤和调控才能形成。由于异常的蛋白表达、翻译后修饰或与其他生物分子相互作用导致的许多疾病,仅仅从基因组的研究是不能获得对疾病状态的全面了解的,对蛋白质的直接研究才能直接和真实的解释各种生命现象。
    受限于目前蛋白质研究手段和方法的局限,寻找有效、快捷的蛋白质相关检测分析技术成为了至关重要的一个环节。在这种情形下,微型化,集成化,高通量化的蛋白质芯片就是一个非常好的研究工具。它的特点有:
    1.         高通量:一个样品一次试验可以检测多种因子(高达成百上千种),同时快速的发现多个生物标记物,且几天可以完成上千个样品的检测;
    2.         样品处理简单:可以直接用粗生物样品(血清、血浆、尿、体液等)进行分析,只需经过离心处理即可,无需提纯,检测中蛋白质处于非变性天然构象状态,并且保持了样品中蛋白质的真实比例;
    3.         样品用量少:可以检测低至5 - 10μg蛋白样品;
    4.         特异性和灵敏度高:如抗体芯片所采用的抗体经过筛选,特异性和灵敏度非常高,可以发现低丰度蛋白质及生物标志物,大多数蛋白的检测灵敏度可达pg水平,和传统Western blot、ELISA等方法相比,芯片信号强,背景噪音低;
    5.         代替和互补传统检测方法: 如使用相对定量抗体芯片, 可替代 Western Blot;使用定量抗体芯片,可代替ELISA定量检测;抗体芯片互补流式细胞仪不足的功能,如将可测定细胞内多种抗原, 而且灵敏度远高于流式细胞仪;与“双相电泳加质谱”相比,抗体芯片除了有相似功能外,并可增加测定疏水蛋白质的表达和功能;
    6.         实验周期短:并行操作,能大大加快研究进程。
    7.         性价比高:利用蛋白芯片一次性检测大量目标因子,平均定量每个因子所需的支出远小于ELISA。
    如需了解更多蛋白质芯片相关信息,欢迎与杏园生物技术支持联系交流。
     
    蛋白质芯片能用于哪些研究领域?
    蛋白质芯片能够用于检测蛋白表达水平和抗体(自身抗体)水平,检测蛋白质修饰水平(主要是磷酸化),研究蛋白质-蛋白质、DNA-蛋白质、RNA-蛋白质、 蛋白-小分子之间的相互作用,鉴定抗体特异性等等。
    基础医学、生物学研究:可以检测生理或病理过程中相关蛋白的表达丰度的变化,或者检测相关蛋白的磷酸化水平(表征蛋白质活性水平)的变化,可以筛选和靶蛋白相互作用的蛋白质、DNA、RNA甚至小分子,用于信号转导、蛋白质组学、肿瘤及其他疾病的相关分子机制研究。
    癌症研究:癌症发展的分子机制、临床前研究、抗肿瘤药物的效应、临床应用研究等。
    疾病诊断和预后评估研究:可以检测相关蛋白(作为分子标志物)的表达水平,筛选肿瘤等疾病中的生物标志物,用于肿瘤患者的辅助诊断、疗效判断、病情检测、预后评估及判断肿瘤有无复发和转移等,用于肿瘤高危人群的定期筛查,用于肿瘤分子流行病学调查及肿瘤生物学研究等。
    抗体筛查:一次性对噬菌体抗体库上万个不同的抗体克隆进行检测评估。
    药物开发:筛选药物作用的蛋白靶点,鉴定潜在的靶标分子,探索药物作用机制,个体化药物治疗的分子标志物筛选等。如检测药物处理前后多个蛋白质表达丰度的变化或者磷酸化水平的变化,来评估药物的选择性和毒性如何。
    信号通路激活状态研究:检测信号通路中相关蛋白的磷酸化水平,可以反映该信号通路的激活状态。
    其他方面:毒理学、环境检测、食品卫生安全的监测等。
    如需了解更多蛋白质芯片应用的相关信息,欢迎与杏园生物技术支持联系交流。
     
    蛋白质芯片能检测哪些样本?
    血清/血浆、细胞培养上清、贴壁细胞、悬浮细胞、新鲜组织、冻存组织。除了这些常见的样品,使用蛋白质芯片产品检测成功的特殊样品还有尿液、眼泪、唾液、痰、脑脊液、前列腺液、腹腔注射液、奶水、初乳、支气管肺泡灌洗液、脓肿液、中耳液、血小板释放物、骨头裂解液等。
    组织裂解液一般比较容易造成芯片的背景较高,有研究者使用蛋白质芯片发表文献测试过的组织裂解液有肺组织、支气管、子宫内膜组织、肝脏组织、宫颈肿瘤、脾、脑组织、宫颈组织、囊肿组织等,这些组织裂解液做出芯片结果的背景一般都在可以接受的范围内,但是不能排除一些非常罕见的组织裂解液对芯片信号背景影响较大。
    如需了解更多蛋白质芯片样品制备相关信息,欢迎与杏园生物技术支持联系交流。
     
     




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