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1、第四章第四章蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术第一节第一节引引言言第一节第一节引引言言第一节第一节引引言言第一节第一节引引言言第一节第一节引引言言第一节第一节引引言言第一节第一节引引言言生生物物芯芯片片基因芯片基因芯片蛋白质芯片蛋白质芯片微流控芯片微流控芯片蛋白质芯片蛋白质芯片,又称又称蛋白质阵列蛋白质阵列或或蛋白质微阵列蛋白质微阵列，是指以蛋白质，是指以蛋白质分子作为配基分子作为配基,将其有序地固定在将其有序地固定在固相载体的表面形成微阵列；用固相载体的表面形成微阵列；用标记了荧光的蛋白质或其他它分标记了荧光的蛋白质或其他它分子与之作用，洗去未结合的成分，子与之作用，洗去未结合的成分，经荧光扫描等

2、检测方式测定芯片经荧光扫描等检测方式测定芯片上各点的荧光强度，来分析蛋白上各点的荧光强度，来分析蛋白之间或蛋白与其它分子之间的相之间或蛋白与其它分子之间的相互作用关系。互作用关系。 12 23 34 45 5蛋白质芯片制备蛋白质芯片制备6 6SchenaM,Proteinmicroarrays,2005,7.蛋白质芯片的制备蛋白质芯片的制备1.固相载体及其处理固相载体及其处理载体（滴定板、滤膜、凝胶、载载体（滴定板、滤膜、凝胶、载玻片）玻片）2.蛋白质的预处理蛋白质的预处理选择具有较高纯度和完好生物活选择具有较高纯度和完好生物活性的蛋白进行溶解性的蛋白进行溶解3.点制微阵列点制微阵列可使用点制

3、基因微阵列的商品化可使用点制基因微阵列的商品化点样仪或喷墨法等点样仪或喷墨法等4.固定微阵列上的蛋固定微阵列上的蛋白样点白样点膜为载体：芯片放入湿盒，膜为载体：芯片放入湿盒，37C1h载玻片为载体：化学修饰产生醛载玻片为载体：化学修饰产生醛基固定蛋白基固定蛋白5.微阵列的封闭微阵列的封闭主要封闭试剂：主要封闭试剂：BSA或或Gly一、载体的选择及抗体或抗原的固化一、载体的选择及抗体或抗原的固化 第三节第三节蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术一、载体的选择及抗体或抗原的固化一、载体的选择及抗体或抗原的固化 第三节第三节蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术二二、捕获分子、捕获分子 第三节第三节蛋白质芯片技术蛋白

4、质芯片技术二二、捕获分子、捕获分子 第三节第三节蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术二二、捕获分子、捕获分子 第三节第三节蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术二二、捕获分子、捕获分子 第三节第三节蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术二二、捕获分子、捕获分子 第三节第三节蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术二二、捕获分子、捕获分子 第三节第三节蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术二二、捕获分子、捕获分子 第三节第三节蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术三、微阵列设计与制备三、微阵列设计与制备 第三节第三节蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术四、抗原或抗体的标记四、抗原或抗体的标记 第三节第三节蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术四、抗原或抗体的标记四、抗原或

5、抗体的标记 第三节第三节蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术四、抗原或抗体的标记四、抗原或抗体的标记 第三节第三节蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术五、蛋白质芯片检测方法五、蛋白质芯片检测方法第三节第三节蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术蛋白质芯片检测蛋白质芯片检测探针标记检测法探针标记检测法无探针标记检测法无探针标记检测法p表面增强激光解吸离子化技术表面增强激光解吸离子化技术(Surfaceenhancedlaserdesorption/ionization,SELDI)p表面等离子体共振检测技术表面等离子体共振检测技术（surfaceplasmonresonance,SPR）p原子力显微镜检测技术原子力显微镜

6、检测技术（atomicforcemicroscope,AFM）p同位素标记检测同位素标记检测p荧光标记检测荧光标记检测p化学发光检测化学发光检测p酶免疫标记检测酶免疫标记检测p胶体金标记检测胶体金标记检测蛋白质芯片的应用蛋白质芯片的应用u疾病诊断疾病诊断和预警和预警u药物开发药物开发u蛋白质组学蛋白质组学定量检测组织提取液中的肿瘤标记物定量检测组织提取液中的肿瘤标记物Weissenstein U,Proteomics 2006,6,14271436.孵育后的微阵列荧光图孵育后的微阵列荧光图A含抗原含抗原B无抗原无抗原微阵列方法与微阵列方法与ELISA方法检出结果比较方法检出结果比较疾病诊断疾病

7、诊断uPA尿激酶型纤溶酶原激活因子尿激酶型纤溶酶原激活因子PAI-1血浆纤溶酶原激活因子抑制因子血浆纤溶酶原激活因子抑制因子VEGT血管内皮生长因子血管内皮生长因子高通量筛选蛋白高通量筛选蛋白-蛋白作用抑制剂蛋白作用抑制剂药物开发药物开发Jung SO,et al.,Proteomics 2005,5,44274431.A1500个点阵的微阵列个点阵的微阵列B局部点阵放大图及局部点阵放大图及SPR信号信号His6-RB/GST-E7相互作用抑相互作用抑制剂筛选微阵列图制剂筛选微阵列图加入加入His6-RB加入含加入含PepC抑制剂的抑制剂的His6-RB人动脉平滑肌细胞蛋白谱人动脉平滑肌细胞蛋

8、白谱Sukhanov S and Delafontaine P，Proteomics,2005,5,12741280.蛋白质组学蛋白质组学揭示了揭示了oxidizedlowdensitylipoprotein诱导人动脉平滑肌细胞的作用模式诱导人动脉平滑肌细胞的作用模式细胞经细胞经oxidizedlowdensitylipoprotein作用后的蛋白谱作用后的蛋白谱检出检出298个蛋白个蛋白54个蛋白表达量发生变化个蛋白表达量发生变化4.7%抗原（一组细胞抗原（一组细胞-细胞间相细胞间相互作用分子）表达上调；互作用分子）表达上调；13.4%抗原抗原（结构蛋白，体液响结构蛋白，体液响应蛋白）表达下

9、降应蛋白）表达下降存在的问题存在的问题n成本过高成本过高,需一系列昂贵的尖端仪器需一系列昂贵的尖端仪器n芯片的标准化问题芯片的标准化问题n提高芯片的特异性、简化样品制备和标记操提高芯片的特异性、简化样品制备和标记操作程序、增加信号检测的灵敏度和消除芯作程序、增加信号检测的灵敏度和消除芯片背景对于结果分析的影响等等片背景对于结果分析的影响等等展望展望蛋白质芯片未来的发展重点蛋白质芯片未来的发展重点 l建立快速、廉价、高通量的蛋白质表达和纯化方法，建立快速、廉价、高通量的蛋白质表达和纯化方法，高通量制备抗体并定义每种抗体的亲和特异性。高通量制备抗体并定义每种抗体的亲和特异性。l改进基质材料的表面处

10、理技术以减少蛋白质的非特异改进基质材料的表面处理技术以减少蛋白质的非特异性结合。性结合。l提高芯片制作的点阵速度；提供合适的温度和湿度以提高芯片制作的点阵速度；提供合适的温度和湿度以保持芯片表面蛋白质的稳定性及生物活性。保持芯片表面蛋白质的稳定性及生物活性。l研究通用的高灵敏度、高分辨率检测方法，实现成像研究通用的高灵敏度、高分辨率检测方法，实现成像与数据分析一体化。与数据分析一体化。蛋白质芯片检测信号的提高蛋白质芯片检测信号的提高SaueraU，etal.,SensorsandActuatorsB,2005,107,178183.优化芯片制作过程各种参数；优化芯片制作过程各种参数；使用金粒子

11、作为辅助标记分子；使用金粒子作为辅助标记分子；添加添加SiO2和和TiO2层提高表面反层提高表面反射射Au-labelledanti-rabbitIgG放大照片放大照片Au的尺寸及其与的尺寸及其与Dy633的比例的比例对信对信号的影响号的影响n5nmAu-particlen10nmAu-particle.ProteinMicroarraySystemTheProteinMicroarraySystemisacompletemicroarrayplatformthatincludesmicroarraymanufacturing,processing,surfacechemistry,detec

12、tionandanalysis.TeleChem/ http:/ ItissuitableforavarietyofproteomicapplicationsincludingMicroMultianalyteImmunoassays,protein-antibody,antibody-protein,antibody-antigen,protein-protein,andprotein-drugmicroarrayassays.G-蛋白偶联受体芯片蛋白偶联受体芯片FangY，etal.,ChemBioChem2002,3,987-991.肾上腺素受体肾上腺素受体芯片（含三个芯片（含三个亚型）筛选抑亚型）筛选抑制剂制剂药物开发药物开发抑制剂抑制剂www.evms.edu/vpc/seldi/seldiprocess/