【蛋白芯片概述】

蛋白質芯片是指固定於支持介質上的蛋白質構成的微陣列。蛋白芯片技術的基本原理: 將各種蛋白質有序地固定於滴定板、濾膜和載玻片等各種載體上，然後，用標記了特定熒光的蛋白質或其他成分與芯片作用，經漂將未能與芯片上的蛋白質互補結合的成分洗去，再利用熒光掃描儀或激光共聚焦掃描技術，測定芯片上各點的熒光強度，通過熒光強度分析蛋白質與蛋白質之間相互作用的關係，由此達到測定各種蛋白質功能的目的。固定在芯片上的蛋白可以是：抗原、抗體、小肽、受體和配體、蛋白質-DNA和蛋白質-RNA複合物等。

蛋白芯片的分類：《蛋白功能芯片》：天然蛋白點加在基片上，瞭解體系中哪種蛋白能與已知的某種蛋白結合，用於天然蛋白活性及分子親和性研究。《蛋白檢測芯片》：將具有高度親和特異性的探針分子（如單克隆抗體）固定在基片上，用於識別複雜生物樣品中的目標蛋白/多肽。

蛋白質芯片的優點：(1)蛋白芯片上可以實現成千上萬個蛋白質樣品的高通量平行分析,一次實驗可提供大量數據-----高通量；(2)有高的信噪比，高準確性、高靈敏度; (3)所需樣品量極少----微量化; (4)在整個基因組和蛋白質組水平將DNA序列信息與蛋白質產物直接聯繫起來；(5)快速、微型化和自動化。

【蛋白芯片的製作系統】

蛋白芯片平臺包括：芯片製造、處理、表面化學、檢測試劑、掃描和分析，該系統適用於多種蛋白檢測，包括：多樣品微量免疫測定、蛋白質-抗體、抗體-蛋白質、抗體-抗原、蛋白質-蛋白質和蛋白質-藥物的檢測。生物芯片技術的核心是生物芯片的製備及反應信號的檢測。蛋白質芯片的製作原理有多種,片基可採用尼龍膜、聚丙烯酰胺凝膠、玻片、硅片和金片等。

圖1 蛋白質芯片的製作系統

圖2 蛋白質芯片的製作系統主體

圖3 48針的機械手進行點樣（48針機械手可以在6小時內對50個具有1,000點樣點的芯片進行點樣）

圖4 針狀點樣的槍頭

圖5 操作控制面板

圖6 洗滌以及乾燥臺

圖7 信號檢測系統

【抗體芯片的概述】

抗體芯片的稱謂來源於免疫學角度,由於其在微生物感染檢測中巨大的潛在應用價值而引起人們廣泛的興趣,是蛋白質芯片研究中進展速度較快的一個分支。抗體芯片：生物樣品蛋白表達的抗體芯片完整系統的作用是用於比較兩個生物樣品，檢測兩者蛋白表達的相對差別。抗體芯片由數百個按一定順序共價結合在載玻片上的單克隆抗體組成。由細胞單克隆產生的單一構型的蛋白，這些抗體能夠大量產生，而且對可以在細胞表面發現的特定目的抗原具有特異的親和力，這些抗原往往是惡性的。、

抗體芯片的優點：1.可以通過同時比較數百種蛋白，使特定蛋白與我們感興趣的生理和病理過程發生關係。2.使用單克隆抗體準確性高，敏感度高，專一性強。3.單克隆抗體的使用時芯片製作只需知道其DNA序列。4.通用性。

抗體芯片的應用：不同蛋白表達的測定；毒性檢測；疾病研究，診斷篩選； 癌症研究；藥物開發等。

圖 8 AbMicroarray 380(Cat.No.K1847-1)----Clontech公司第一個商業化抗體芯片

整個分析過程可以在一天內完成，用熒光分析的方法比較兩個樣品之間378個蛋白質的相對丰度；適用於包括組織、細胞系、體液在內的多種生物樣品；試劑盒提供完整的樣品抽提製備、標記、孵育所需的Buffer，特別設計的樣品製備的過程能保持樣品的完整性和溶解性，保證製備樣品具有代表性和一致性。芯片上的抗體包含針對信號傳導、癌症、細胞週期調控、細胞結構、凋亡和神經生物學等廣泛的生物功能的相關蛋白，跨度大、適用範圍廣。芯片上的抗體分別經過特異性抗原、細胞系和組織的檢測，靈敏度高達pg/ml。開放性的芯片平臺設計，可以用各種型號DNA芯片熒光掃描儀進行檢測。

【抗體芯片的操作原理】

圖 9 抗體芯片的操作原理示意圖

整個操作流程包括：1.從50—200mg組織或細胞、體液中進行蛋白質抽提；2.用Cy5和Cy3兩種不同顏色的熒光分子分別標記兩個樣品；3.洗去多餘的標記分子；4.與芯片雜交孵育；5.掃描分析結果。整個過程從樣品製備到結果分析只要一天即可完成，操作者只要準備好樣品、熒光染料、脫鹽純化柱（處理體液樣品時用）和熒光掃描儀，其他的試劑全部由試劑盒提供。

整個抗體芯片的操作流程需要注意的重要的兩點分別是：1.抗原—抗體結合效率差異；2.不同熒光分子的標記效率差異（Cy5標記的樣品信號偏高） ————內源標準化處理。內源標準化處理是指對兩個樣品（A、B）中分別用兩種熒光標記分子（Cy3和Cy5）標記，並交叉與芯片雜交（A-Cy5和B-Cy3一組,A-Cy3和B-Cy5一組分別和芯片雜交）。