框架核酸高通量检测芯片

构建了一种基于框架核酸的高通量生物检测芯片.利用超微量移液自动化平台,将包含框架核酸探针的液滴按照预设命令固定至生物芯片微阵列上,在探针捕获核酸靶标后利用集成的基因芯片扫描仪对芯片进行成像,通过分析荧光强度定量化分析靶标浓度.结果表明,此框架核酸芯片能够实现框架核酸探针的高通量制备, 24 h即可制备具有15万个点的微阵列,且点间距离的相对偏差W≤10%、荧光强度的变异系数CV=3.30%,具有较高的稳定性,远高于国家标准.此外,该芯片具备高灵敏度、可寻址的高通量生物分析能力,对核酸靶标的检测限可达100 pmol/L.随着多种探针技术的发展,生物检测微阵列技术在高通量生物分析领域展示出巨大的潜力.     

微流控芯片上的肿瘤组织微阵列构建

研发了一种多层复合微流控芯片,包含64细胞培养微孔阵列,该微阵列集成了细胞进样、水凝胶三维支架形成和持续灌流培养的过程.以MCF-7乳腺癌细胞为模型,连续培养中监测细胞存活率、细胞密度、增殖率和细胞内pH值,并同时进行冰冻切片后免疫组化染色.实验结果显示,乳腺癌细胞在水凝胶微球中增殖形成了类组织结构.E-cadherin及Vinculin在细胞内、细胞间隙均出现较强表达,提示水凝胶微球中细胞建立了细胞-细胞、细胞-间质连接.芯片上连续培养15天内细胞存活率保持在85％以上,细胞增殖率随时间延长而递减.细胞内pH值检测显示芯片3D培养细胞内部呈现明显的酸化,其程度随着细胞密度增大而增加.这种芯片肿瘤组织微阵列构建方法简单高效,有望发展成为肿瘤研究的有力工具.     

基于SMA模型的扩张型心肌病影响基因分析

医学研究表明约30%的扩张型心肌病与遗传因素有关,因此从基因水平寻找其病因及发病机制越来越引起国内外学者的重视.采用针对超高维数据的序贯模型平均(SMA)方法对扩张型心肌病转基因小鼠微阵列数据建立回归模型,确定哪些基因对小鼠中G蛋白偶联受体的过表达有影响从而导致小鼠的心肌病,结果发现Msa.2877.0,Msa.741.0,Msa.768.0和Msa.2604.0四个基因是影响小鼠扩张型心肌病的主要基因,且SMA对该数据的拟合和预测都明显优于以往常用的SIS,L2boost及Lasso等变量选择方法.研究结果对进一步了解人类心脏病的发病机理有一定的借鉴意义.     

NEWS

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基于压电振荡原理的微阵列点样系统的研制

针对基于电磁微阀原理的非接触点样方式存在操作过程复杂、点样量偏大,以及压电喷墨原理的非接触点样方式存在点样针不易清洗、造价昂贵等不足,研制了一种基于压电振荡原理的新型非接触点样装置,实现了微量液体点样.在本装置中,毛细管点样针与压电驱动装置为两个独立单元,可以单独对毛细管点样针进行更换和清洗.采用激光拉制法制备的玻璃毛细管点样针具有内径可调、成本低等优点.此点样方式通过改变压电陶瓷的振幅和频率,可在10Symbolm@@_10～10Symbolm@@_9 L之间调控点样体积.以此为基础,结合三维精密位移控制技术,研制了一种基于压电振荡原理的微阵列生物芯片点样系统.对点样系统的点样体积、点样密度、点样精度等参数进行了测试,结果表明,此点样系统的最小点样体积可达320 pL,点样密度可达4000 点/cm2,并能够实现界面图案化制备.     

判别分析方法在医学应用中的进展

本文对医学领域中判别分析方法的新进展做一综述,介绍了微阵列基因表达数据判别分析中偏最小二乘法降维、离散小波变换法降维、logitboost算法、随机森林、模糊核判别分析以及时间序列多元数据有序判别分析法、自身有变化规律数据的变系数logistic回归模型判别分析法的基本思想、算法和适用条件。     

A novel strategy for in situ maskless synthesis of biochips： Self-driving micro-fluid porous type printing （SMPTP）

A novel maskless technique,self-driving micro-fluid porous type printing(SMPTP),was reported to in situ synthesize oligonucleotide arrays on glass slide,which has the merits of low cost,high quality and simple craft.In SMPTP for fabricating gene- chips,porous fiber tubes with a number of nanometric or micron channels functioned as“active letters”and were assembled in designed patterns,which are identical to the distribution of monomers in each layer of the array,and four patterns were needed for each layer.By means of capillarity,the synthesis solution was automatically taken into porous tubes assembled in a printing plate and reached the surface.An oligonucleotide array of 160 features with four different 15-mer probes was in situ synthesized using this technique.The four specific oligonucleotide probes,including the matched and the mismatched by the fluorescent target sequence,gave obviously different hybridization fluorescent signals.     

基于Gene Ontology的表达谱与基因功能相似性的相关性研究

聚类是芯片数据分析中被广泛使用的方法。未知基因的功能通常通过其与已知基因在不同生物状态下具有表达相似性来进行预测。然而，还未有人就这种通过表达相似性来进行功能注释的方法的可靠性进行评估。本文利用Gene Ontology对表达相似性和基因功能相似性的相关关系进行了全面的研究。研究表明，尽管表达谱的相似性和基因功能相似性之间有一定的依赖关系，但相关性较弱。在Gene Ontology的三大类中，相对生物过程和分子功能，基因表达谱的相似性更有助于细胞组分的注释。本文的研究结果对于基因功能的预测有一定的指导意义。     

纳米荧光小球标记在蛋白质微阵列检测中的应用研究

研究了不经分离、一次性制备氨基化联吡啶钌掺杂的双层二氧化硅纳米小球的方法。实验证明该纳米小球尺寸均匀,光稳定性、水溶性好,分散稳定。通过简单的偶联反应后,它能有效的和蛋白质结合,结合后的蛋白能保持其生物活性。以此纳米荧光小球为标记物,应用于蛋白质微阵列的定量检测,结果发现其效果明显优于相同条件下以异硫氰酸荧光素(FITC)为标记物的定量结果,检出限可以达到3.5 mg/L。