生物芯片技術(shù)與應(yīng)用詳解

內(nèi)容概要

　　最近幾年應(yīng)用生物芯片技術(shù)進(jìn)行基因表達(dá)譜分析已成為常用的分子生物學(xué)技術(shù)。全基因組序列信息的公布和技術(shù)的進(jìn)步，促使生物芯片技術(shù)能在基因組等更廣范圍上進(jìn)行應(yīng)用，使分析生物轉(zhuǎn)錄組中大部分基因的表達(dá)譜成為可能。記得當(dāng)我第一次看到真實(shí)的芯片時(shí)是如此的激動(dòng)。這是發(fā)生在1995年，Synteni公司在Palo Alto的DNAX中心演示生物芯片技術(shù)，我當(dāng)時(shí)是一名博士后。1998年，作為在上游技術(shù)領(lǐng)域的科研人員，我終于有機(jī)會(huì)成為這一研究領(lǐng)域中的一員。那時(shí)，DNA微陣列技術(shù)已發(fā)展得相當(dāng)成熟，芯片制備技術(shù)和數(shù)據(jù)分析方法也變得更復(fù)雜。寫作本書的動(dòng)機(jī)源于2002年3月由我在加利福尼亞大學(xué)San Diego Bioscience Extension組織的一門稱為“微陣列技術(shù)總論”的課程。這提供了一個(gè)重要的論壇來探討生物芯片技術(shù)的最新進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)。該課程提供了微陣列和基因芯片技術(shù)的詳細(xì)介紹，不斷發(fā)展的生物芯片研究、微流路技術(shù)、設(shè)備、點(diǎn)印和檢測(cè)方法以及成功進(jìn)行基因表達(dá)譜和SNP分析所需方法和試劑等的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這已成為年度大事，并出版了2003年度會(huì)議總結(jié)。　　本書是一部指導(dǎo)生物芯片研究人員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室操作的技術(shù)手冊(cè)。主要包括四個(gè)方面的內(nèi)容：主要的生物芯片技帶；生物芯片實(shí)驗(yàn)室與相關(guān)儀器設(shè)備；生物芯片數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)管理的知識(shí)；生物芯片的應(yīng)用，書中包含大量生物芯片技術(shù)的技術(shù)細(xì)節(jié)和實(shí)踐技巧，并重點(diǎn)提示了如何制備高質(zhì)量的生物芯片?！　”緯m用于生物芯片研究的技術(shù)人員，同時(shí)也可供相關(guān)專業(yè)的研究生參考。

作者簡(jiǎn)介

　　Gary Hardiman是美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校（UCSD）生物醫(yī)學(xué)基因組學(xué)微陣列芯片實(shí)驗(yàn)室（BIOGEM）的負(fù)責(zé)人。BIOGEM是美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校一個(gè)有組織的研究單位和中心實(shí)驗(yàn)室，致力于生物芯片技術(shù)和生物信息學(xué)等高通量基因組學(xué)方法的研究。他講授的一門課程是“從基因到生物學(xué)功能概述”，這是該大學(xué)（生物科學(xué)）藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)職業(yè)強(qiáng)化證書［Extension（Bioscience）Drug Discovery and Development Professional Certifieate］的選修課程。Gary Hardiman博士于2002年3月13～15日組織了UCSD生物芯片技術(shù)會(huì)議。他畢業(yè)于愛爾蘭（Gal—way）國(guó)立大學(xué)，獲得微生物學(xué)博士學(xué)位，他的研究方向是用基因組學(xué)方法去闡明疾病的分子機(jī)制。

書籍目錄

1生物芯片技術(shù)簡(jiǎn)介陳忠斌王艷華譯11?1引言21?2DNA微陣列芯片的發(fā)展過程21?3DNA微陣列和基因芯片31?4基于啟動(dòng)子的DNA微陣列芯片51?5生物芯片操作中遇到的問題61?6芯片檢測(cè)方法61?7結(jié)論7參考文獻(xiàn)72微陣列生物芯片操作的實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化馬卓婭湯華譯92?1為什么要實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的自動(dòng)化操作？102?2定制微陣列芯片的制作102?3雜交系統(tǒng)的自動(dòng)化132?4芯片數(shù)據(jù)的讀取——掃描儀132?5實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)自動(dòng)化162?6總結(jié)18參考文獻(xiàn)183DNA芯片與生物芯片中心實(shí)驗(yàn)室劉全俊潘品良譯193?1引言203?2點(diǎn)樣芯片——寡核苷酸或PCR擴(kuò)增子？213?3DNA的高通量擴(kuò)增213?4小鼠單基因微陣列的制備253?5RNA的確定和熒光靶標(biāo)的標(biāo)記263?6標(biāo)記靶標(biāo)的評(píng)價(jià)283?7微陣列芯片的預(yù)掃描283?8雜交和掃描293?9點(diǎn)制芯片的質(zhì)量控制303?10芯片點(diǎn)樣儀和掃描儀313?11數(shù)據(jù)分析——克隆跟蹤、芯片尋點(diǎn)(spotfinding)以及數(shù)據(jù)發(fā)掘323?12結(jié)論35參考文獻(xiàn)394生物芯片的納米顆粒標(biāo)記劉全俊陸祖宏潘品良譯404?1引言414?2RLS粒子作為超靈敏檢測(cè)標(biāo)記物的基本原理414?3光散射理論和選擇便于超靈敏檢測(cè)的顆粒大小組分424?4儀器504?5蛋白質(zhì)、DNA探針及配體與RSL顆粒的交聯(lián)514?6RLS顆粒在固相檢測(cè)分析中的檢測(cè)靈敏度和檢測(cè)范圍514?7應(yīng)用52致謝58參考文獻(xiàn)595如何評(píng)估生物芯片掃描儀潘品良劉全俊譯605?1引言615?2掃描儀的校準(zhǔn)615?3總結(jié)67參考文獻(xiàn)696全基因組水平mRNA表達(dá)譜分析在農(nóng)業(yè)基因組學(xué)研究中的應(yīng)用周鑫徐文英譯706?1引言716?2基因轉(zhuǎn)錄譜分析芯片726?3對(duì)未測(cè)序植物的可選方法736?4農(nóng)業(yè)研究中的應(yīng)用范圍736?5整合互補(bǔ)的基因組數(shù)據(jù)746?6結(jié)論75參考文獻(xiàn)767生物芯片技術(shù)在藥物靶標(biāo)確證和新藥發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用文思遠(yuǎn)王升啟譯807?1基因組學(xué)和藥物發(fā)現(xiàn)817?2單核苷酸多態(tài)性和Crohn病827?3微陣列技術(shù)和精神分裂癥83參考文獻(xiàn)858蛋白質(zhì)芯片在蛋白質(zhì)組學(xué)中的應(yīng)用周華蕾馬玉媛呂茂民譯章金剛校878?1引言888?2芯片構(gòu)造與表面化學(xué)888?3結(jié)合蛋白的檢測(cè)918?4蛋白質(zhì)芯片的應(yīng)用938?5結(jié)論94致謝94參考文獻(xiàn)959SpanscriptＴＭ：快速獲取非冗余cDNA3′端文庫(kù)用于制備微陣列芯片的方法仇華吉?jiǎng)Ⅺ惲嶙g979?1引言989?2Spanscript方法學(xué)999?3用于微陣列芯片的３′ cDNA文庫(kù)（探針庫(kù)）制備1029?4Spanscript技術(shù)應(yīng)用實(shí)例1029?5基本原理1039?6Spanscript軟件1049?7討論105參考文獻(xiàn)10710生物芯片數(shù)據(jù)管理陸祖宏劉全俊潘品良譯10810?1引言10910?2微陣列數(shù)據(jù)庫(kù)的分析模塊11010?3微陣列數(shù)據(jù)分析中的噪聲采樣11510?4數(shù)據(jù)共享和查詢12010?5微陣列芯片實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)12110?6GeneDirector自定義12110?7總結(jié)121參考文獻(xiàn)12211用LFC模型從芯片數(shù)據(jù)中鑒定差異表達(dá)基因仇華吉李娜譯12311?1引言12411?2將LFC模型應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集12511?3結(jié)論129參考文獻(xiàn)13012應(yīng)用50mer寡核苷酸芯片分析線蟲基因表達(dá)高志賢張蕾劉楠譯陳忠斌校13112?1引言13212?2結(jié)果13312?3討論14212?4方法144致謝146參考文獻(xiàn)14613生物芯片技術(shù)檢測(cè)大鼠體內(nèi)藥物誘導(dǎo)氧化酶P450 mRNA及其他藥物代謝相關(guān)基因表達(dá)水平：在藥物篩選與開發(fā)中的應(yīng)用馬卓婭湯華譯陳忠斌校14813?1引言14913?2材料和方法14913?3結(jié)果15113?4討論154致謝158參考文獻(xiàn)15814寡核苷酸芯片技術(shù)在突變分析中的開發(fā)與應(yīng)用文思遠(yuǎn)王升啟譯15914?1引言16014?2寡核苷酸制備16114?3點(diǎn)樣過程16314?4樣品制備16514?5雜交和洗滌16914?6芯片掃描和數(shù)據(jù)分析171致謝172參考文獻(xiàn)17215生物芯片技術(shù)比較、統(tǒng)計(jì)分析和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)付俊杰蘇震譯17415?1引言17515?2芯片基因表達(dá)平臺(tái)17515?3芯片偏差的統(tǒng)計(jì)分析17815?4偏差來源17915?5統(tǒng)計(jì)學(xué)定義17915?6芯片功效分析18115?7跨平臺(tái)數(shù)據(jù)18515?8樣點(diǎn)形態(tài)18515?9功能質(zhì)量控制18715?10芯片質(zhì)量控制：對(duì)照探針18815?11芯片質(zhì)量控制：檢測(cè)探針19015?12應(yīng)用CodeLink Mouse Uniset Ⅰ芯片的生物實(shí)驗(yàn)19015?13公共基因表達(dá)數(shù)據(jù)19315?14可供搜索的公共基因表達(dá)數(shù)據(jù)庫(kù)和通用數(shù)據(jù)格式19315?15基因表達(dá)譜：差減雜交與微陣列芯片19415?16討論196參考文獻(xiàn)20816INFINITITM系統(tǒng)：臨床實(shí)驗(yàn)室的自動(dòng)化多功能芯片平臺(tái)周華蕾姚站馨呂茂民譯章金剛校21216?1引言21316?2BioFilmChipTM微陣列芯片21416?3INFINITITM分析儀21516?4QmaticTM操作軟件21616?5IntellipacTM試劑管理模塊21716?6INFINＩTITM系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例：實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果分析21816?7結(jié)論220致謝220參考文獻(xiàn)221附錄Ⅰ高志賢張蕾劉楠譯陳忠斌校2221RNA的分離2222熒光標(biāo)記靶基因2253分光光度法定量檢測(cè)Cydye標(biāo)記的靶標(biāo)2314用Amersham GENⅢ Microarrayer在氨基硅烷玻片上點(diǎn)制微陣列芯片2325芯片手工雜交操作程序2336芯片掃描234附錄Ⅱ高志賢張蕾劉楠譯陳忠斌校2351 寡核苷酸探針與擴(kuò)增子探針2352 芯片表面235

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