第三课 蛋白质组学研究工具
一、Liquichip液相蛋白芯片系统——新型的蛋白质研究平台
随着人类基因组测序接近尾声，我们迎来了功能基因组时代，为了揭示生命活动的规律，蛋白质研究是必然的发展方向。在人体中存在着十万种以上的蛋白质，他们在机体中承担着不同的任务。在面对动态的多因素的生命活动时，识别和检测蛋白质以及认识其生理功能是非常艰巨的和繁重的工作。
为了使蛋白质研究顺利开展并取得突破，人们在技术体系的改进方面做出了不懈的努力，最新开发出的liquichip 液相蛋白芯片系统就是一种新型的蛋白质研究平台。
液相芯片体系由许多不同的小球体为主要基质构成，每种小球体上固定有不同的探针分子，将这些小球体悬浮于一个液相体系中，就构成了一个液相蛋白质芯片系统，利用这个系统，我们可以对同一个样品中的多个不同的分子同时进行检测，这种检测技术我们称之为xMAP(flexible Multi-Analyte Profiling) 技术。 在液相系统中，为了区分不同的探针，每一种用于标记探针的球形基质都带有一个独特的色彩编号。在球形基质的制造过程当中，掺入了两种不同的红色分类荧光，根据这两种红色分类荧光的比例不同，可以把球形基质分为100种。利用这100种球形基质，可以标记上100种不同的探针分子，同时对一个样本中的100种不同的目的分子进行检测。为了便于探针分子的固定，在球形基质的表面进行了一系列的修饰，可适合各种蛋白，肽，核酸等生物分子的固定。
检测反应的原理
球形基质，探针分子，被检测物，报告分子是液相蛋白芯片的4个主要构成部分。反应主要包括3个步骤
1） 探针分子的固定，
2） 将这种标记好探针的球形基质与样品反应。探针可以与相应的目的分子特异性的结合，带有绿色报告荧光的报告分子也与目的分子特异性的结合，对反应进行定量。
3） 反应结果的检测
检测的原理图
检测的原理是使单个的球形基质通过检测通道，并使用双色激光同时对球形基质上的红色分类荧光和报告分子上的绿色报告荧光进行检测。红色激光激发的是球形基质上的红色分类荧光，根据球形基质的不同色彩编号，可以将球形基质分类，从而将各个不同的分析反应区分开来。绿色激光激发的是绿色报告荧光分子，目的是确定球形基质上结合的报告荧光分子的数量，从而确定球形基质上结合的目的分子的数量。因此，通过红绿双色激光的同时检测，可以确定被结合的检测物的种类和数量。
液相芯片的特点：
液相芯片的独特设计使得它拥有常规的蛋白质检测方法所不具备的特点：
通量大 —— 可对同一样本中的多种不同目的分子同时进行分析 —— 在35-60分钟内可对96个不同样本进行检测
灵活性好，可适用于各种蛋白质分析，可以接受实验室已有的实验方案，使用者可以自行设计分析方案，也可使用成套试剂盒。
液相环境更有利于保持蛋白质的天然构象，也更有利于探针和被检测物的反应
灵敏度高，信噪比好，只需要微量的样品即可进行检测
操作简便，不需洗涤，耗时短。
同一样本中的多个不同的分子进行同步检测的原理示意图
在不同的球形基质上分别固定不同的探针，混合后加入到一个液相检测体系中，不同的探针可以和不同的目的分子进行结合，反映结束后通过激光检测球形基质的色彩编号可以对不同的检测反应加以区分
Highly sensitive assays
Liquichip和ELISA灵敏度的比较：
分别用ELISA和liquichip 对硫氧还蛋白进行定量测定得到的标准曲线
I: 使用liquichip测定得到的标准曲线
II、III：使用ELISA测定得到的标准曲线
可以看出liquichip的灵敏度更高，在更低的蛋白质浓度下，曲线即呈现线性趋势。
液相蛋白芯片的应用
Liquichip液相芯片系统是一个高度灵活的多元分析平台，可以适用于蛋白质组学研究，临床研究和药物研究中的各种蛋白质分析。包括：
免疫分析
酶分析
受体-配基分析
蛋白质 - 蛋白质相互作用分析
蛋白质 - 核酸相互作用分析
由于液相芯片具有，灵活性好，操作简单，通量大等特点，目前已经被用在细胞因子的检测，激酶的检测，抗原决定簇的筛选，疾病的检测，以及与各种抗原抗体反应相关的检测当中。
美国圣祖德儿童研究医院的 Dr.Richard 等人, 使用液相芯片对100ul样本中的15种不同的细胞因子同时进行了精确的定量测定。结果说明在T辅助细胞1型与2型中，某些细胞因子的表达量有显著差异。在测定过程中，Dr.Richard将15种不同的细胞因子的抗体分别标记在15种不同的球形基质上，混合后加入到一个反应体系中，对同一样本中的15种细胞因子进行测定。同时用ELISA的方法，分别对15种细胞因子进行检测。将两组结果进行对比后发现，趋势基本上一致，但是液相芯片可同时对多个分子进行检测，同时灵敏度和可靠性更好，操作更为简单。这样只需要使用微量的样品，在较短的时间内，就可以得到所需的数据。
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本帖最后由 snow_white 于 2007-7-20 16:29 编辑 ]
