生物芯片技術

內(nèi)容概要

本書為“現(xiàn)代生物技術叢書”之一，是以技術為主線的生物芯片的著作。    全書共11章，不僅對發(fā)展相當成熟和已投入應用的基因芯片（寡核苷酸芯片和DNA芯片）和蛋白質(zhì)芯片進行了詳細闡述，同時對出現(xiàn)較晚或新出現(xiàn)的其他類型芯片進行了全面的介紹，其中還系統(tǒng)闡述了組織芯片、細胞芯片技術和糖芯片技術及其研究進展。鑒于生物芯片技術是一種操作性強的技術，本書對技術操作性強的章節(jié)如基因芯片、蛋白質(zhì)芯片和組織芯片等，在介紹技術發(fā)展現(xiàn)狀和研究進展的同時，也對相關的實驗操作進行了詳細介紹，并且專門設立附錄介紹DNA微陣列用于RNA表達譜分析實驗方案。    本書適合于從事生物芯片技術研究和開發(fā)的科研人員以及從事生物學、醫(yī)學研究的科研人員閱讀，同時也可供相關專業(yè)的高年級本科生、研究生參考。

作者簡介

陳忠斌 博士，1999年7月畢業(yè)于軍事醫(yī)學科學院，獲博士學位。1999年至今工作于軍事醫(yī)學科學院放射醫(yī)學研究所。
    2003年5～６月，受國家科技部和全國防治非典指揮部委派，到美國Columbia University 公共衛(wèi)生學院進行SARS合作研究。2004年2月8日在加拿大University of British Columbia(UBC)作訪問學者，從事Coxsackie virus感染與心血管疾病發(fā)病機理研究。2004年8月至今，在美國芝加哥 Loyola大學醫(yī)學中心作訪問學者，從事SARS冠狀病毒病毒感染分子機制研究。
    目前研究方向有：人類病毒感染與細胞信號轉導；抗病毒藥物研究；生物芯片技術和RNAI技術研究及應用開發(fā)等。近年來先后承擔和參與國家863生物高技術項目、國家973基礎科學研究項目、國家自然科學基金項目以及總后勤部及軍事醫(yī)學科學院研究基金等10余項課題研究。

書籍目錄

第一章  生物芯片技術概況陳忠斌王艷華  第一節(jié)  生物芯片技術產(chǎn)生的背景  第二節(jié)  生物芯片概念與分類    一、概念    二、分類  第三節(jié)  生物芯片技術應用    一、生物芯片與疾病診斷    二、生物芯片與基因突變檢測    三、生物芯片與藥物篩選    四、生物芯片與毒理學研究    五、生物芯片與藥物基因組學研究  第四節(jié)  生物芯片研究現(xiàn)狀    一、國外研究現(xiàn)狀    二、生物芯片國內(nèi)研究現(xiàn)狀  第五節(jié)  生物芯片技術產(chǎn)業(yè)化前景  第六節(jié)  生物芯片技術研究和產(chǎn)業(yè)化存在的問題  參考文獻第二章  寡核苷酸芯片技術王秀榮  第一節(jié)  引言  第二節(jié)  制備原理    一、原位合成技術    二、合成后微點樣技術  第三節(jié)  制備技術    一、寡核苷酸芯片原位合成技術    二、合成后微點樣制備寡核苷酸芯片  第四節(jié)  制備質(zhì)量控制    一、樣品的處理    二、寡核苷酸分子的設計與固定    三、生物識別的控制    四、檢測方式的選取    五、數(shù)據(jù)的獲得與分析    六、環(huán)境控制  第五節(jié)  檢測樣品制備簡介    一、待檢DNA制備    二、樣品標記  第六節(jié)  應用    一、DNA測序、基因突變及多態(tài)性掃描    二、基因差異表達分析和基因鑒定    三、腫瘤的發(fā)生機理、腫瘤分型和診斷    四、疾病診斷    五、藥物篩選和指導合理用藥    六、環(huán)境保護和監(jiān)測  第七節(jié)  實驗操作程序    一、寡核苷酸芯片制備流程    二、人總mRNA熒光探針的制備    三、制備寡核苷酸微陣列用于突變檢測  參考文獻第三章  DNA微陣列技術仇華吉  第一節(jié)  簡介  第二節(jié)  cDNA微陣列探針制備    一、構建cDNA文庫一般方法    二、構建全長cDNA文庫    三、從微量樣品中構建cDNA文庫    四、提高cDNA文庫構建效率的方法    五、差減文庫  第三節(jié)  cDNA微陣列制備技術    一、合成后交聯(lián)法    二、微點樣技術    三、點樣后處理    四、芯片雜交與檢測  第四節(jié)  cDNA微陣列技術應用    一、在植物研究中的應用    二、在酵母研究中的應用    三、在比較基因組研究中的應用    四、在腫瘤研究中的應用    五、在疾病研究中的應用    六、在細菌學研究中的應用    七、在病毒學研究中的應用  第五節(jié)  cDNA微陣列實驗操作程序    一、cDNA微陣列一般制備程序    二、酵母DNA微陣列實驗方案    三、人DNA陣列實驗方案    四、其他    五、構建差減cDNA文庫實驗方案  參考文獻第四章  蛋白質(zhì)芯片技術章金剛高志賢周華蕾    ……第五章  組織芯片和細胞芯片技術仇華吉第六章  糖芯片技術仇華吉陳忠斌第七章  微流路芯片技術何為第八章  基因生物傳感器技術高志賢第九章  生物芯片信號檢測技術鄒揚劉全俊唐曉燕強兆燕申曉敏溫恬第十章  生物芯片生物信息學鄒揚潘品良姚均湯華第十一章  生物芯片技術應用劉原君湯華

媒體關注與評論

　　前言　　如何從海量的基因信息數(shù)據(jù)中發(fā)掘成千上萬基因的功能，研究其在生命過程中所擔負的角色，成為基因組時代特別是后基因組時代面臨的重要課題。在這樣的背景下，20世紀90年代初產(chǎn)生了一項新的以基因芯片為先導的生物技術即生物芯片技術。生物芯片技術是伴隨著人類基因組計劃而出現(xiàn)的一項高新生物技術。2001年6月公布了人類基因組測序工作草圖；2002年初發(fā)表了較高精確度和經(jīng)過詳細注解的人類基因組研究結果；2004年10月發(fā)表了已填補基因組中許多Gap片段的更精確的人類全基因組序列，標志人類基因組計劃的完成和新時代的開始(Nature，2004，431)?！　∩镄酒夹g的出現(xiàn)引起了國際上廣泛關注。美國商業(yè)界權威雜志Fortune在1997年3月刊中，以封面為題撰文對生物芯片技術重要性和對未來社會的影響進行了大膽預測。1998年Science雜志把生物芯片技術列為年度十大科技突破之一。此外，國際權威雜志Science和Nature雜志已多次出版專集，系統(tǒng)介紹生物芯片技術取得的重大進展?！　∩镄酒漠a(chǎn)生和發(fā)展已經(jīng)歷了十多年的歷程。生物芯片技術出現(xiàn)之后，人們對其產(chǎn)業(yè)化進程所寄予的過高期望以及各種急功近利和過分炒作現(xiàn)象現(xiàn)已趨于理性化，生物芯片技術研究和應用以及產(chǎn)業(yè)化進程中存在的許多問題有待進一步解決(Science，2004，306)。不容否認，生物芯片技術在近幾年已取得了重要進展。特別是，生物芯片技術在科學研究上的廣泛應用，并逐步發(fā)展成為實驗室中的常規(guī)分子生物學技術。同時，生物芯片技術具有廣闊的應用空間和產(chǎn)業(yè)化前景。本書就是在這樣的背景下組織編寫的一本比較全面系統(tǒng)介紹生物芯片技術及其最新進展的專著?！　”緯鴥?nèi)容廣泛全面，理論性與實用性兼顧。所涉及內(nèi)容包括：生物芯片技術概況(陳忠斌、王艷華)；寡核苷酸芯片技術(王秀榮)；DNA微陣列技術(仇華吉)；蛋白質(zhì)芯片技術(章金剛、高志賢、周華蕾)；組織芯片和細胞芯片技術(仇華吉)；糖芯片技術(仇華吉、陳忠斌)；微流路芯片技術(何為)；基因生物傳感器技術(高志賢)；生物芯片信號檢測技術(鄒揚、劉全俊、唐曉燕、強兆燕、申曉敏、溫恬、湯華、陸祖宏)；生物芯片生物信息學(鄒揚、潘品良、姚均、湯華)；生物芯片技術應用(劉原君、湯華)。此外，在附錄中列出了DNA微陣列用于RNA表達譜分析實驗方案(唐曉燕、申曉敏、強兆燕、湯華)和生物芯片技術主要公司網(wǎng)站(王艷華、仇華吉、陳忠斌)。本書適合于從事生物芯片技術研究和開發(fā)的科研人員以及從事生物學、醫(yī)學研究的廣大科研人員?！　〗陙砦覈懤m(xù)出版的一些介紹生物芯片技術的優(yōu)秀著作，與之相比，本書具有其自身的特色和新穎之處?！　〉谝?，本書是國內(nèi)第一本以技術為主線，重點介紹生物芯片技術及其最新進展的著作。本書內(nèi)容新，力求展示生物芯片技術研究的最新發(fā)展，特別是近兩年來的生物芯片技術研究所取得的進展，從所引用文獻截止到2004年10月便可見一斑?！　〉诙?，本書內(nèi)容全面。涉及的生物芯片技術中，有發(fā)展相當成熟和已投入應用的基因芯片(寡核苷酸芯片和cDNA芯片)和蛋白質(zhì)芯片也有出現(xiàn)較晚或新出現(xiàn)的其他類型芯片，如組織芯片和細胞芯片技術、微流路芯片、生物傳感芯片等技術。這樣全面而系統(tǒng)的介紹，使讀者能夠系統(tǒng)了解生物芯片技術發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀和研究進展。　　第三，本書在國內(nèi)首次系統(tǒng)介紹了組織芯片、細胞芯片技術和糖芯片技術及其研究進展。這在國際同類專著中也不多見。糖生物學是生物學研究的一個重要分支，糖組學(glycomics)已成為糖生物學的重要研究內(nèi)容。糖芯片技術作為糖組學研究的重要研究工具對糖生物學研究將產(chǎn)生重大影響。組織芯片和細胞芯片技術以及糖芯片技術剛出現(xiàn)不久，國內(nèi)外所有同類專著中很少對這些新出現(xiàn)的生物芯片技術進行介紹。同時，本書對生物芯片技術研究和應用中重要而目前又較薄弱的技術和環(huán)節(jié)，如生物芯片信號檢測技術和生物芯片的生物信息學等進行了詳細介紹?！　〉谒?，考慮到生物芯片技術是一種操作性強的生物技術，本書對技術操作性強的章節(jié)如基因芯片和組織芯片等，在介紹技術發(fā)展現(xiàn)狀和研究進展的同時，也對相關的實驗操作進行了詳細介紹，對從事生物芯片技術應用的科研人員和研究生等具有重要參考價值?！　”緯帉懝ぷ髦饕蓢鴥?nèi)從事生物芯片相關研究的科研人員完成。由于生物芯片技術領域新、內(nèi)容廣、進展快并且涉及多學科理論和技術的融合，同時，參與編寫的人員主要是年輕或剛博士畢業(yè)的科研人員，在生物學基礎理論和科研經(jīng)驗上尚存在諸多不足與缺陷；加上僅用7個多月時間完成本書全部編寫和校對工作，時間倉促?？梢钥隙ǎ緯鴥?nèi)容和一些學術觀點還存在值得商榷之處，甚至可能存在不完美之處。懇請廣大專家學者和科研同仁對本書提出寶貴批評和建議，以便再版時加以改進和充實。　　當我接受該書主編時，正好到美國做訪問學者。本書各位編撰者為了高質(zhì)量完成各章編寫任務，克服時空上的限制，通過Email和電話進行聯(lián)系和協(xié)調(diào)，進行了大量艱苦細致的工作。我的夫人王艷華女士，作為本書編寫過程中的總協(xié)調(diào)人，保持與各位編撰人員的協(xié)調(diào)聯(lián)系，并協(xié)助完成本書統(tǒng)稿和打印工作?；瘜W工業(yè)出版社的編輯為本書總體規(guī)劃與頂層設計做了大量細致工作，在此一并致以最誠摯的感謝。同時，因篇幅有限，對其學術觀點和資料來源被本書引用而又未被注明的所有作者表示歉意并致以衷心感謝?！　∽詈筮€要感謝我三歲多的愛女陳澤琨，因我在國外和寫作本書奪去了許多對其應有關愛。

編輯推薦

　　生物芯片是指通過微加工和微電子技術在固相基質(zhì)表面構建微型生物化學分析系統(tǒng)，以實現(xiàn)對細胞、蛋白質(zhì)、核酸以及其他生物分子等進行準確、快速、高通量檢測。生物芯片技術的本質(zhì)特征是利用微電子、微機械、化學、物理以及計算機技術，將生命科學研究中的樣品檢測、分析過程實現(xiàn)連續(xù)化、集成化、微型化。芯片上集成了成千上萬密集排列的分子微陣列或分析元件，能夠在短時間內(nèi)分析大量的生物分子，快速準確地獲取樣品中的生物信息。生物芯片技術被認為是繼20世紀大規(guī)模集成電路之后的又一次具有深遠意義的科學技術革命。

圖書封面

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