悬浮芯片在核酸和蛋白质检测中的应用

悬浮芯片是近年来兴起的一种新型检测技术,不同于固相基因芯片,它整合了高分子化学、分子生物学、免疫学、激光检测、微流体、高速数字信号处理、计算机分析等方面的先进技术,能够对少量样本进行高通量的定性、定量检测。主要综述了悬浮芯片技术的基本原理,并概要介绍了其在核酸和蛋白质检测中的应用。悬浮芯片技术在核酸和蛋白质检测中有着显著的优点,如高通量、操作简便、重复性好、灵敏度高、线性范围宽等,不但可以广泛应用于科学研究领域,而且还将逐渐普及于临床诊断实验室,具有广阔的应用前景。     

寡核苷酸探针悬浮芯片在病原体检测中的应用

悬浮芯片与固体芯片、荧光定量PCR并列成为核酸序列鉴定中的重要的分子生物学工具,并在病原菌检测方面显示出不同的应用领域.悬浮芯片能同时检测多种病原菌,具有处理多样本能力、使用灵活、低成本等特点,适合对未知样本检测及环境监控.能够在生物安全、公共卫生、工农业生产中发挥重要作用;而固体芯片能耦联成千上百个探针,但由于在多样本处理、成本方面欠缺,因此适合于对重要的未知病原体的鉴定;荧光定量PCR具较好特异性、灵敏度,以及多样本处理能力,但在高通量方面欠缺.适合有目的地检测已知病原体.目前已建立三种基于悬浮芯片的检测方法:多重PCR扩增、通用引物扩增16S/23S rDNA、直接对实际样本杂交检测.多重PCR具较好特异性,但其多重能力还难以满足悬浮芯片的高通量的需要;通用引物具较好灵敏度及扩增多靶分子能力,但也存在交叉反应等缺陷.同时,采用PCR扩增方法,悬浮芯片检测的是PCR产物,不能客观反应实际样本中存在病原菌数量及是否具生命力.直接杂交环境样本尽管避免了PCR的缺陷,但在灵敏度方面非常欠缺.目前,在环境样本处理上,仍然缺乏有效的、高通量、自动化的方法,不能满足PCR与悬浮芯片多样本检测的需要.     

复合式悬液芯片系统在病原学检测中的临床应用

复合式悬液芯片系统（multiplex suspension array system,MSAS）由悬浮芯片和微流体芯片组成,具有高通量精确定量的特点,而且具有较高的准确性和重复性,在多种蛋白质分子的同时精确定量和大规模样品检测方面有着很大的应用优势,其应用领域覆盖感染性疾病的快速诊断、细胞因子、信号通路、肿瘤标志物、流行病学病原体的筛查、蛋白质的相互作用、单核苷酸多态性（SNP）的研究等。就MSAS在病原学检测中的应用作一简要综述。     

.液相芯片技术在检验医学和生物医学中的应用

 液相芯片技术是以100种不同荧光编码的微球作为探针的载体,生物分子间的反应在悬浮液态体系中进行的一类新的生物芯片技术.在这个灵活和开放的平台中可进行蛋白质、核酸等生物大分子的检测.液相芯片较传统的固相芯片的优势在于检测准确、信息质量稳定、可重复性好.液相芯片以其易于操作、高通量、高灵敏度、高准确度、高精密度以及宽的线性测定范围的特点,逐渐进入了临床诊断领域.     

生物芯片在微生物学研究中的应用

生物芯片是用于检测生物样品中生物分子及生化指标的微小装置,根据其检测靶标不同分为基因芯片、蛋白芯片、细胞芯片、组织芯片及生化芯片;根据其结构和工作原理不同分为阵列型芯片、液体芯片和微流体芯片。由于具有微量化、并行性、快速、高通量和自动化检测的特点,生物芯片被广泛地应用于生物学研究领域。本文重点论述生物芯片在微生物学研究中的应用。     

微球体悬浮芯片技术及其应用

微球体悬浮芯片技术是继平面芯片（基因芯片,蛋白质芯片）之后的一种新型芯片技术。与平面芯片相比,具有高通量,快速,精确,操作简便等优点,在核酸,蛋白质等生物分子的大规模分析中具有巨大的应用潜力。     

DNA芯片技术及其在医学研究中的应用

DNA芯片因其具有高通量,快速,微型化等特点,已成为基因组学研究中最重要的技术之一,它在医学研究领域也得到越来越广泛应用,本文简述了DNA芯片制作一般过程,以及适应于DNA芯片的检测方法。     

高通量细菌鉴定方法研究进展

高通量细菌鉴定是微生物领域的重要研究课题,对于疾病诊断和环境监测具有重要意义。相比传统的表型鉴定方法,分子遗传学鉴定方法具有稳定性高、检测周期短以及成本较低等特点,成为了主流的鉴定方法。特别是下一代DNA测序技术、核酸分子检测基础上的细菌检测芯片、质谱技术基础上的蛋白质图谱分析为高通量、快速、准确乃至定量的细菌鉴定提供了可行性方案。     

基于高通量测序技术的微生物检测数据分析方法

高通量测序技术的发展正在逐渐改变诸多生物学领域的研究方法.为应对突发疫情以及新发未知微生物威胁的需求,微生物鉴定技术逐渐从传统的物理化学方法及核酸杂交等分子水平方法进一步走向利用无需培养的测序数据进行快速分析检测.随之而来的是对高通量数据分析在精度及速度的要求.基于高通量测序数据的微生物检测数据分析方法在近些年得到了快速的发展.本文分析了目前基于高通量测序数据的微生物检测数据分析方法,对其数据分析的处理流程和计算方法进行了研究,比较了各个微生物检测数据分析方法的特点及适用场景.最后结合本实验室工作总结微生物检测数据分析方法在实际应用中可能遇到的问题,希望对该应用领域的研究有一定的参考意义.     

蛋白质芯片构建技术进展

蛋白质芯片是一项实现蛋白质高通量分析和检测的新型技术,在生命科学的各个领域具有重要的应用前景。但是由于蛋白质本身的敏感性质和芯片的独特结构,蛋白质芯片技术的发展面临许多难点,这些正是蛋白质芯片研究者需要共同讨论的问题。本文从芯片构造、探针的固定方法和检测方法三个方面对芯片的构造进行分析和讨论,并对其相关技术的进展进行综述。     

高通量测序数据的基因组拷贝数变异检测方法综述

拷贝数变异是指基因组中发生大片段的DNA序列的拷贝数增加或者减少。根据现有的研究可知,拷贝数变异是多种人类疾病的成因,与其发生与发展机制密切相关。高通量测序技术的出现为拷贝数变异检测提供了技术支持,在人类疾病研究、临床诊疗等领域,高通量测序技术已经成为主流的拷贝数变异检测技术。虽然不断有新的基于高通量测序技术的算法和软件被人们开发出来,但是准确率仍然不理想。本文全面地综述基于高通量测序数据的拷贝数变异检测方法,包括基于reads深度的方法、基于双末端映射的方法、基于拆分read的方法、基于从头拼接的方法以及基于上述4种方法的组合方法,深入探讨了每类不同方法的原理,代表性的软件工具以及每类方法适用的数据以及优缺点等,并展望未来的发展方向。     

嵌合RNA检测和验证技术

嵌合RNA(chimeric RNA)是由来自不同基因的外显子片段组成的融合转录本。传统的嵌合RNA检测方法有染色体核型分析、荧光原位杂交（FISH）等,但这些技术的特异性、灵敏性和准确性较差。随着测序技术的发展,二代测序技术展现出强大的数据处理能力,可以通过高通量序列分析来检测嵌合RNA,目前基于高通量测序的检测方法有FusionCatcher、SOAPfuse、EricScript等。目前较为常用的对检测到的嵌合RNA的验证方法有聚合酶链反应（PCR）、核糖核酸酶保护实验（RPA）、琼脂糖凝胶电泳、Sanger测序等。多种检测技术的开发使得越来越多的嵌合RNA被发现,但现有的检测技术各有优劣,主要体现于检测成本、假阳性率、检测时间等方面的差异。本文对嵌合RNA的检测方法、验证方法及各方法的优劣性进行阐述。     

常见生物传感芯片及其应用进展

生物传感芯片是一类综合了生物芯片和生物传感器的优点的新型生物芯片,在保持传统生物芯片的高通量、可寻址、并行处理等特点的基础上,与生物传感器技术相结合,进一步提高了芯片检测的灵敏度和特异性。常见的生物传感芯片主要有光纤传感芯片、表面等离子体共振传感芯片、热生物传感芯片、压电晶体传感芯片等,可用于各种生物大分子,如蛋白质、核酸等的检测,金属离子的测定,病原体的检测,药物筛选等。     

A New Assay for Determining Ganglioside Sialyltransferase Activities Lactosylceramide-2,3-Sialyltransferase (SAT I) and Monosialylganglioside-2,3-Sialyltransferase (SAT IV)

A new assay for the determination of lactosylceramide-2,3-sialyltransferase (SAT I, EC 2.4.99.9) and monosialoganglioside sialyltransferase (SAT IV, EC 2.4.99.2) is described. The assay utilised the commercially available fluorophore labelled sphingolipids, boron dipyrromethene difluoride (BODIPY) lactosylceramide (LacCer), and BODIPY-monosialotetrahexosylganglioside (GM1) as the acceptor substrates, for SAT I and SAT IV, respectively. HPLC coupled with fluorescence detection was used to analyse product formation. The analysis was performed in a quick and automated fashion. The assay showed good linearity for both BODIPY sphingolipids with a quantitative detection limit of 0.05 pmol. The high sensitivity enabled the detection of SAT I and SAT IV activities as low as 0.001 μU, at least 200 fold lower than that of most radiometric assays. This new assay was applied to the screening of SAT I and SAT IV activities in ovine and bovine organs (liver, heart, kidney, and spleen). The results provided evidence that young animals, such as calves, start to produce ganglioside sialyltransferases as early as 7 days after parturition and that levels change during maturation. Among the organs tested from a bovine source, spleen had the highest specific ganglioside sialyltransferase activity. Due to the organ size, the greatest total ganglioside sialyltransferase activities (SAT I and SAT IV) were detected in the liver of both bovine and ovine origin.     

基于焦磷酸测序分析技术的金银花掺伪鉴别方法研究

金银花是大宗药材,市场掺伪时有发生,但目前的检测方法不能满足快速准确的检测需求,因此亟需建立快精准的检测方法。为了确立高精准度和大通量的金银花掺伪鉴别检测方法,结合SNP标记及焦磷酸测序分型分析技术,对金银花及其常见伪品差异性SNP位点进行PCR扩增及焦磷酸测序分析。结果发现,运用焦磷酸测序技术对金银花和山银花的差异性SNP位点进行定量分析,能够对金银花真伪及掺伪量进行鉴定。该方法兼有PCR技术的灵敏性和焦磷酸测序技术的准确性,具有重复性好、自动化程度较高、易操作的特点,能在3小时之内完成金银花成分掺伪量的检测工作,并得出量化结果。     

无细胞合成生物学：革新生物医药产业的新策略

无细胞合成生物系统,能够在体外完成生命转录翻译过程,因体系灵活开放、便于控制、表达周期短、高耐受性等特点,可表达细胞系统难以表达的蛋白质。随着无细胞生物传感和体系冻干技术的不断发展,其在医药健康领域的应用不断拓展。本文综述了无细胞合成生物学在按需生物医药合成和便携式医疗检测等医药健康领域的研究进展,该体系的进一步发展有潜力实现更复杂后修饰蛋白质药物的合成、可丰富无细胞生物传感器类型并提高其灵敏性。无细胞合成生物学作为新兴工程策略,未来必将更好地应用于高通量医药蛋白质筛选、新型病原体的检测等医药健康领域。     

Hi-Meth：特定位点DNA甲基化高通量检测平台

胞嘧啶甲基化是DNA表观遗传修饰的主要类型之一,在维持正常细胞功能和调控基因表达中具有重要作用。重亚硫酸盐测序法(bisulfite sequencing PCR,BSP)是特异性位点DNA甲基化检测的通用方法,能明确目的片段中每一个CpG位点的甲基化状态,但此方法需要大量的单克隆测序,操作过程较繁琐、成本昂贵。因此,开发准确、高效、便捷的DNA甲基化检测技术对提升表观遗传研究效率具有重要意义。基于本课题组开发的高通量突变类型检测平台Hi-TOM (high-throughput tracking of mutations),我们进一步建立了特定位点DNA甲基化高通量检测平台Hi-Meth (high-throughput detection of DNA methylation)。DNA样品通过重亚硫酸盐处理之后,仅需一轮PCR扩增即可通过Hi-Meth平台获得特定位点DNA甲基化分析结果。利用Hi-Meth平台,对水稻不同基因启动子区域进行了DNA甲基化检测分析,并与基于BSP方法获得的结果进行了比较。结果表明,Hi-Meth策略与BSP策略检测结果基本一致。而且通过Hi-Meth平台可以更准确、便捷地获得特异性位点DNA甲基化分析结果。综上所述,Hi-Meth为特定DNA区域提供了重要的甲基化检测平台,对表观遗传研究具有重要意义。     

实时荧光核酸恒温扩增技术 在检测分泌物中MRSA的应用

目的对实时荧光核酸恒温扩增技术(simultaneous amplification and testing method,SAT)检测创面分泌物中耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)核酸试剂盒(RNA恒温扩增)应用进行评价。方法收集我院临床各科室于2016年12月至2017年1月送至检验科微生物室347份分泌物标本,分别用实时恒温扩增技术和ChromID MRSA产色平板筛选MRSA。当SAT法和MRSA培养结果不相符时,进行冻存的备用标本PCR扩增、第三方测序,以MRSA培养结果加PCR测序结果作为本次试验"扩大金标准",计算SAT的灵敏度、特异性、阳性预测值、阴性预测值,并进行相应的统计学分析。结果以ChromID MRSA产色平板筛选加PCR测序作为"扩大金标准",SAT法检测MRSA的敏感度为90.91%、特异度为99.40%、阳性预测值为83.33%、阴性预测值为99.40%,对MRSA的最低检出下线为102拷贝/mL,Kappa系数为0.85。结论 SAT技术在检测分泌物中MRSA具有很高的灵敏度、特异性,而且准确、可靠,与传统的细菌培养相比耗时短,为MRSA的实验室诊断提供新的检测方法。     

高通量二代测序 对感染性新生儿高胆红素血症病原菌的分析

摘要：目的 探讨高通量二代测序技术在筛选感染性新生儿高胆红素血症病原菌中的应用价值。方法 运用高通量二代测序技术筛选22例感染性新生儿高胆红素血症患者的病原菌,同时进行传统细菌培养鉴定,比较二者的区别。结果 高通量二代测序技术检测病原菌阳性率为100.00%,传统细菌培养检测阳性率为0.00%。高通量二代测序技术筛选出的感染性新生儿高胆红素血症主要病原菌为Anoxybacillus kestanbolensis、Geobacillus vulcani、Klebsiella oxytoca和Acinetobacter guillouiae。结论 高通量二代测序技术具有高通量、高特异性、高准确度和快速等特点,适合临床患者病原菌的检测。