蛋白质微阵列技术及其在医学领域中的应用

蛋白质微阵列是生物芯片的一种,其主要优势在于应用平面上的有序排列的许多管、腔(孔)或各自独立的点来进行样本检测,使大量样本的平行分析成为可能。应用此技术可同时分析诸多蛋白质的生物化学活性、蛋白质与蛋白质间、蛋白质与DNA间、蛋白质与RNA间,以及蛋白质与配体间的相互作用,从而在临床诊断、药物研究、环境监测、食品卫生等方面显示出其广阔的应用前景。     

蛋白质芯片及其应用

人类基因组计划的实施和大量珍贵的功能基因组数据的获得,使得蛋白质的研究显得越发重要。蛋白质芯片技术的出现为我们提供了一种较传统的凝胶电泳技术更为方便和快速的研究方法。     

蛋白微阵列技术及其应用

蛋白质微阵列是即基因芯片技术之后 ,又一重大的技术突破。它在蛋白质组学的研究中将起重要作用 ,可以用于疾病诊断、毒理学和药理学研究和环境监测等方面。它具有高通量、自动化、灵敏度高和可用于多元分析等优点。就蛋白微阵列的原理、相关的制备方法与检测技术及其应用等方面进行了阐述 ,并对现阶段该技术存在的不足和发展前景进行了讨论。     

蛋白质微技术及其在医学领域中的应用

蛋白质微阵列是生物芯片的一种,其主要优势在于应用平面上的有序排列的许多管、腔（孔）或各自独立的点来进行样本检测,使大量样本的平行分析成为可能。应用此技术可同时分析诸多蛋白质的生物化学活性、蛋白质与蛋白质间、蛋白质与DNA间、蛋白质与RNA间,以及蛋白质与配体间的相互作用,从而在临床诊断、药物研究、环境监测、食品卫生等方面显示出其广阔的应用前景。     

基于夹心免疫分析的抗体微阵列的构建

目的：建立一种基于夹心免疫分析的抗体微阵列构建的优化方法。方法：将MCP-1的捕获抗体点样于修饰后的玻片,标准抗原加样覆盖所点阵列,生物素标记抗体和链酶亲和素-cy3依次加样孵育, 激光共聚焦扫描仪获取图象并进行数据分析。对捕获抗体浓度、封闭液种类、系统可重复性和定量检测能力、两种因子平行性检测对信号分析的影响及点样后玻片稳定性进行分析和评价。结果：随着捕获抗体浓度的升高,信号强度逐渐增加;2℅ BSA/PBS和5℅ 酪蛋白可作为本系统的封闭液;所构建系统具有较好的可重复性（组内变异 1.3%,组间变异8.7%）和定量分析能力（所建立的抗原浓度-相对信号强度标准曲线相关系数达0.9995）;并实现了两因子的平行性分析和点样后玻片的稳定性。结论：确立了基于夹心免疫分析的抗体微阵列构建的优化方法,为进一步构建多因子定量检测抗体微阵列奠定了基础。     

同时检测血清中多种抗体的蛋白质微阵列研究

建立一种用蛋白质微阵列法可同时检测血清中艾滋病毒（HIV）, 丙型肝炎病毒（HCV）和梅毒螺旋体（TP）抗体的方法.将基因工程HIV、HCV和TP 3种融合抗原共价结合于固相载体玻片上,制成蛋白质微阵列,血清样本经稀释、加样、孵育、洗涤后,加上Cy3荧光标记二抗,洗涤,激光共聚扫描,将获得的图片用Bio-discover公司的Imagene专用分析软件进行分析,所获数据在经过自行编写的软件,根据Cutoff值自动生成判断结果.用此蛋白质微阵列系统检测了400例阴性血清,确定了Cutoff值,检测中国药品生物制品检定研究所的HIV, HCV和TP 3种参比品,并与3种ELISA试剂盒的结果进行了比较.蛋白质微阵列的艾滋病毒阳性和阴性符合率均为100%(20/20); 丙型肝炎病毒阳性和阴性符合率均为95%(38/40).梅毒螺旋体参比品阳性符合率为100%(10/10),阴性符合率为100%(20/20),蛋白质微阵列与三种ELISA试剂检测国家HIV、TP、HCV参比品（共150份血清样本）,结果具有高度的符合率.     

蛋白质微阵列检测抗原-抗体相互作用

为了制备蛋白质微阵列和研究芯片表面抗原-抗体的相互作用,研究了如何在玻片表面固化蛋白质和用荧光染料（Cy3,Cy5）对蛋白质进行标记.结果表明,在醛基修饰的玻璃表面,通过共价偶联的方法将抗原或抗体固定到芯片表面,能使二者保持其特异性结合能力.同时,荧光标记后的抗原或抗体仍然具有特异性结合能力.蛋白质微阵列是通过机械手在玻片表面排阵制作的.芯片上的荧光信号获取采用了激光共焦荧光扫描系统.用不同浓度的抗原探针阵列,对其相应的抗体靶分子的特异性结合进行了分析和研究.此外,还通过在玻片表面固定兔IgG和固定鼠IgG,对羊抗兔和羊抗鼠抗体与其相应抗原的特异性相互作用进行了检测.     

抗体芯片技术及其在寄生虫研究中的应用

随着蛋白质组学相关技术的深入发展,使病原体入侵与宿主间相互作用的研究越来越深入,蛋白质互作和蛋白质表达模式的高通量、大规模分析成为可能。通过其技术对蛋白质进行系统分析和鉴定,对疾病的发生发展具有很高的参考价值。抗体芯片分析蛋白质以其微型集成化、大规模化和高通量化的优点,广泛被应用于生物医学领域。对抗体芯片技术目前的研究进展及其在寄生虫研究方面的应用进行了阐述。寄生虫具有独特的发育过程,其不同发育阶段表达虫体蛋白及排泄分泌产物具有很大差异,将抗体芯片技术应用于寄生虫蛋白质组学研究,对特异性标识抗原筛选,探索寄生虫生长发育、定植入侵、免疫逃避和免疫抑制等具有重要意义,为寄生虫病的早期诊断及治疗,寻找新的药物靶点等奠定基础。同时,为寄生虫蛋白质组学进一步研究提供新的思路和方法。     

微阵列技术在植物学上的应用进展

微阵列技术(又称生物芯片技术)是在国际上近几年才发展起来的高新技术。高效、快速、高通量的微阵列技术已获得了飞速的发展,并被广泛地应用于生命科学的研究之中。本文主要讨论了它在植物生物学中的应用。例如植物DNA测序、基因表达分析、检测基因突变和多态性位点等。     

蛋白质芯片的制备及其在检测乙肝病毒中的应用

目的：建立一种用蛋白质芯片检测乙肝病毒抗原,抗体的新方法。方法：采用PVDF膜制备不同的蛋白质芯片,以辣根过氧化物酶标记抗全,结合酶联免疫反应,检测乙肝病毒素面抗原（HBsAg)。表面抗体（HBsAb),乙肝病毒e抗原（HBeAg),e抗体（HBeAb)。结果：所制备的蛋白质芯片可检没到微量乙肝病毒抗原,抗体的存在,其中HBsAg,HBsAb,HBeAg,HBeAb的最低可检测浓度分别为11μg/ml。4.8μg/ml,2.1μg/ml,18μg/ml,而且两种抗原或两种体间并城镇交叉反应,此法制备芯片需3.5h,而检测过程仅需20min,且结果直接可用肉眼观察。结论：将蛋白质芯片技术应用于乙肝病毒抗原,抗体的检测中,具有微量化,特异性强,快速灵敏,操作简便等优点,可望应用于临床乙肝“两对半”的检测中。     

Developments and Applications of Functional Protein Microarrays

1. Download : Download high-res image (222KB)
2. Download : Download full-size image

Highlights

• •Summarize the development of functional protein microarray.
• •Application of functional proteome microarray in basic research.
• •Application of functional proteome microarray in translational research.
• •Fabrication of functional membrane protein array using virion display method.

     

蛋白质芯片技术应用于高通量单克隆抗体制备研究

针对在传统的单克隆抗体制备过程中进行特异性筛选时大量的人力消耗,建立了一种联合应用蛋白质芯片进行单克隆抗体制备的方法。用8种重组蛋白分别免疫BALB/c小鼠,在传统的细胞融合的基础上,将8种抗原免疫的杂交瘤阳性细胞混合后进行克隆化、蛋白质芯片筛选,阳性细胞有限稀释克隆化制备相关抗体。实验结果:混合克隆化共得到单克隆细胞175孔,经蛋白质芯片筛选出阳性孔119孔,选择针对单一抗原阳性的细胞连续2轮克隆化,8种重组蛋白各获得单克隆抗体细胞株1株。与经典的单克隆抗体制备相比,蛋白质芯片筛选与混合克隆化技术联合应用于单克隆抗体制备,1个筛选周期获得了8种重组蛋白的单克隆抗体细胞株,提高了单克隆抗体的制备效率,节省了在筛选中的抗原用量,提供了一种经济、快速、简便的方法。     

蛋白质芯片技术应用于高通量单克隆抗体制备研究

针对在传统的单克隆抗体制备过程中进行特异性筛选时大量的人力消耗,建立了一种联合应用蛋白质芯片进行单克隆抗体制备的方法。用8种重组蛋白分别免疫BALB/c小鼠,在传统的细胞融合的基础上,将8种抗原免疫的杂交瘤阳性细胞混合后进行克隆化、蛋白质芯片筛选,阳性细胞有限稀释克隆化制备相关抗体。实验结果：混合克隆化共得到单克隆细胞175孔,经蛋白质芯片筛选出阳性孔119孔,选择针对单一抗原阳性的细胞连续2轮克隆化,8种重组蛋白各获得单克隆抗体细胞株1株。与经典的单克隆抗体制备相比,蛋白质芯片筛选与混合克隆化技术联合应用于单克隆抗体制备,1个筛选周期获得了8种重组蛋白的单克隆抗体细胞株,提高了单克隆抗体的制备效率,节省了在筛选中的抗原用量,提供了一种经济、快速、简便的方法。     

蛋白微阵列研究进展

蛋白微阵列是随着基因微阵列技术发展起来的,用于基因微阵列的制备方法、信号的检测及分析系统,也可用于蛋白微阵列。各种蛋白微阵列基质的发展,提高了蛋白的固定效率。放射性同位数、化学发光、激光共聚焦荧光扫描等技术都已用于微阵列的检测。重组蛋白技术的发展,提高了蛋白微阵列检测的通量和灵敏度。蛋白微阵列具有通量高、使用样品少、重复性好、可定量的特点,使其在生物医药科学研究中得到了广泛应用。本综述了蛋白微阵列的制备及其在免疫检测、医学诊断及蛋白组研究中的应用。     

发菜NdhK的抗体制备与蛋白表达

发菜是一种陆生蓝藻,分布于一些干旱和半干旱区域。其NADPH脱氢酶(NDH-1)是一种重要的光合膜蛋白复合体,参与CO₂吸收、围绕光系统Ⅰ的循环电子传递和细胞呼吸。为研究该物种中ndhK基因的功能,本研究利用特异性引物,通过PCR方法从发菜中扩增ndhK基因并克隆到原核表达载体pET-32a上,得到表达载体pET-32a-ndhK,将其转入大肠杆菌BL21(DE3),经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达,得到分子量大小为43 kDa的融合蛋白NdhK。随后,采用亲和层析,对融合蛋白进行纯化回收,并以此回收蛋白作为抗原进行免疫,制备NdhK的多克隆抗体。最后,利用Western blot蛋白免疫印迹对所得抗体的特异性进行验证。从而为进一步探索发菜ndhK基因的功能以及发菜中NDH-1复合体各亚基的作用进行前期准备。     

人DFF45蛋白多克隆抗体制备及其初步应用

目的：表达、纯化带GST标签的DNA裂解因子45（DNA fragmentation factor 45 ,DFF45）融合蛋白并制备多克隆抗体。方法：构建pGEX-5X-1/DFF45原核表达质粒,转化大肠杆菌BL21,用IPTG诱导融合蛋白表达,经纯化后免疫日本大耳白兔得到多克隆抗体并用CNBr-activated Sepharose? 4B进行纯化。用间接ELISA法检测抗体效价,Western blot鉴定抗体特异性,同时用免疫荧光染色鉴定抗体特异性并观察DFF45的细胞定位。进一步检测DFF45在人类几种细胞系的表达差异情况。结果：成功构建原核表达质粒,表达、纯化DFF45蛋白并免疫动物后得到多克隆抗体。间接ELISA法显示抗体效价达1:20 000,Western blot确定抗体具有高度特异性。应用该抗体检测发现DFF45在人类几种细胞系中表达存在差异并观察到其细胞定位。结论：DFF45多克隆抗体的成功制备及其在人类细胞系的差异表达,为进一步研究DFF45基因与肿瘤及其相关疾病的关系奠定了基础。     

Designing Silk-silk Protein Alloy Materials for Biomedical Applications

Fibrous proteins display different sequences and structures that have been used for various applications in biomedical fields such as biosensors, nanomedicine, tissue regeneration, and drug delivery. Designing materials based on the molecular-scale interactions between these proteins will help generate new multifunctional protein alloy biomaterials with tunable properties. Such alloy material systems also provide advantages in comparison to traditional synthetic polymers due to the materials biodegradability, biocompatibility, and tenability in the body. This article used the protein blends of wild tussah silk (Antheraea pernyi) and domestic mulberry silk (Bombyx mori) as an example to provide useful protocols regarding these topics, including how to predict protein-protein interactions by computational methods, how to produce protein alloy solutions, how to verify alloy systems by thermal analysis, and how to fabricate variable alloy materials including optical materials with diffraction gratings, electric materials with circuits coatings, and pharmaceutical materials for drug release and delivery. These methods can provide important information for designing the next generation multifunctional biomaterials based on different protein alloys.