概念
蛋白質(zhì)芯片技術(shù)是在ＤＮＡ芯片技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的一項(xiàng)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)。其原理是將大量不同的蛋白質(zhì)分子（如酶、抗原、抗體、受體、配體、細(xì)胞因子等）通過微陣列的形式有序排列在固相載體表面，利用蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)或者蛋白質(zhì)與其他分子之間的特異性結(jié)合，獲得與之特異性結(jié)合的待測蛋白（如血清、血漿、淋巴、間質(zhì)液、尿液、滲出液、細(xì)胞溶解液、分泌液等）的相關(guān)信息，便于我們分析未知蛋白的組分、序列，體內(nèi)表達(dá)水平、生物學(xué)功能、與其他分子的相互調(diào)控關(guān)系、藥物篩選、藥物靶位的選擇等。

蛋白質(zhì)芯片技術(shù)的出現(xiàn)，為我們提供了一種比傳統(tǒng)的凝膠電泳、Western blot和Elisa更為方便和快速研究蛋白質(zhì)的方法。該方法具有高通量，微型化和快速平行分析等優(yōu)點(diǎn)，不僅對基礎(chǔ)分子生物學(xué)的研究產(chǎn)生重要影響，也在臨床診斷、療效分析、藥物篩選及新藥研發(fā)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。

特點(diǎn)
①蛋白芯片具有高特異性、重復(fù)性、準(zhǔn)確性。這是由抗原抗體之間、蛋白與配體之間的特異性結(jié)合決定的。
②蛋白芯片具有高通量和操作自動化的特點(diǎn)，在一次實(shí)驗(yàn)中可對上千種目標(biāo)蛋白同時(shí)進(jìn)行檢測，效率極高。
③可發(fā)現(xiàn)低豐度、小分子量蛋白質(zhì)，并能測定疏水蛋白質(zhì)，特別是膜蛋白質(zhì)。
④蛋白芯片具有高靈敏性，只需0.5-5μL樣品，或2000個細(xì)胞即可檢測。
 

蛋白芯片技術(shù)在分子生物學(xué)及生物化學(xué)基礎(chǔ)研究中的應(yīng)用
01 在蛋白質(zhì)水平上檢測基因的表達(dá)
由于基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA數(shù)量并不能準(zhǔn)確反映基因的翻譯產(chǎn)物蛋白質(zhì)的質(zhì)與量，因此在蛋白質(zhì)水平上檢測基因的表達(dá)對于了解基因的功能非常重要。蛋白質(zhì)芯片技術(shù)產(chǎn)生前，蛋白質(zhì)雙向電泳技術(shù)是蛋白質(zhì)組規(guī)模上進(jìn)行蛋白質(zhì)表達(dá)研究的唯一方法，但這種技術(shù)操作繁瑣而且難以快速檢測樣品中成百上千種蛋白質(zhì)的表達(dá)變化。蛋白質(zhì)芯片的特異性、靈敏性和高通量等特點(diǎn)，在檢測基因表達(dá)終產(chǎn)物蛋白質(zhì)譜的構(gòu)成及變化中發(fā)揮著不可替代的作用。

02 高通量篩選抗原/抗體相互作用
目前蛋白質(zhì)芯片檢測利用最廣泛的生物分子相互作用是抗原抗體的特異性識別和結(jié)合，單克隆抗體是蛋白質(zhì)芯片檢測中使用最廣泛的生物分子。運(yùn)用蛋白質(zhì)芯片可以研究不同抗原/抗體的特異性作用，而且對于檢測樣品中極微量的抗原/抗體分子作用非常有利。

03 蛋白質(zhì)/蛋白質(zhì)相互作用分析
酵母雙雜交系統(tǒng)是近年來基因組規(guī)模上研究蛋白質(zhì)相互作用的主要方法，但存在體內(nèi)操作、假陽性、假陰性和外源蛋白質(zhì)折疊、修飾等局限。蛋白質(zhì)芯片技術(shù)不依靠任何生物有機(jī)體而在體外直接檢測目標(biāo)蛋白質(zhì)，實(shí)驗(yàn)條件可隨意控制，同時(shí)實(shí)驗(yàn)步驟自動化程度高，一次分析的蛋白質(zhì)數(shù)量巨大，因而成為目前除酵母雙雜交系統(tǒng)外進(jìn)行大規(guī)模研究蛋白質(zhì)相互作用的主要方法。

04 酶/底物作用分析
耶魯大學(xué)的Snyder小組用蛋白芯片對酵母基因組編碼的119種蛋白激酶的底物專一性進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)中將蛋白激酶表達(dá)為谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶（GST）融合蛋白，針對17種不同的底物，平行測定了119種GST2蛋白激酶融合蛋白的底物專一性，發(fā)現(xiàn)了許多新的酶活性，大量蛋白激酶可以對酪氨酸進(jìn)行磷酸化，而這些激酶在催化區(qū)域附近有共同的氨基酸殘基。也證明了蛋白質(zhì)芯片可作為高通量篩選酶-底物作用的良好平臺。
 

蛋白芯片的檢測
目前蛋白芯片的檢測主要有兩種方式。一種是以質(zhì)譜技術(shù)為基礎(chǔ)的直接檢測法，采用表面增強(qiáng)激光解析離子化-飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)，用激光解析電離的方法將保留在芯片上的蛋白質(zhì)解離出來。具體過程為：芯片經(jīng)室溫干燥后，加能量吸附因子如芥子酸，使其與蛋白質(zhì)結(jié)合成混合晶體，以促進(jìn)蛋白質(zhì)在飛行時(shí)間質(zhì)譜檢測中的解析和離子化，利用激光脈沖輻射使芯池中的分析物解析成荷電粒子，根據(jù)不同質(zhì)荷比離子在儀器場中的飛行時(shí)間長短不一，通過飛行時(shí)間質(zhì)譜來精確地測定出蛋白質(zhì)的質(zhì)量，并由此繪制出一張質(zhì)譜來，以分析蛋白質(zhì)的分子量和相對含量。

另一種為蛋白質(zhì)標(biāo)記法，樣品中的蛋白質(zhì)預(yù)先用熒光染料或同位素等標(biāo)記，結(jié)合到芯片上的蛋白質(zhì)就會發(fā)出特定的信號，用CCD照相技術(shù)及熒光掃描系統(tǒng)等對激發(fā)的熒光信號進(jìn)行檢測。與飛行時(shí)間質(zhì)譜相比，該方法定量更加準(zhǔn)確，操作也更加簡便。與DNA芯片一樣，蛋白質(zhì)芯片同樣蘊(yùn)含著豐富的信息量，必須利用專門的計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行圖像分析、結(jié)果定量和解釋。其中應(yīng)用最廣的是熒光染料標(biāo)記法，原理較為簡單、使用安全、靈敏度高，且有很好的分辨率�？芍苯佑脧V州博鷺騰 GelView 6000Plus進(jìn)行拍攝。
 

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