蛋白芯片技術解析（二）

蛋白芯片應用：
蛋白芯片檢測
蛋白芯片檢測技術按照模式和應用的不同可以分為：正相和反相檢測技術。目前廣泛使用的是正相蛋白芯片分析技術，它利用不同樣品與固定在芯片上的大量已知捕捉分子的相互作用，來同時進行多參數的檢測分析。這項技術包括了用于識別和定量目標蛋白的抗體芯片技術和用于分析蛋白和固定結合分子相互作用的蛋白親和檢測技術，常用的固定結合分子有蛋白質、肽、低分子量復合物、寡糖和DNA等。反相蛋白芯片是在蛋白質芯片技術領域中剛剛發展起來的一項技術。它通過把樣品以距陣的方式固定在固體支持物上，用單個可溶的探針，如抗體，用于分析檢測在不同的樣品點中目的蛋白的存在與否，可用于大量組織樣品、細胞樣品或細胞樣品碎片的不同種類參數的檢測。
在蛋白芯片技術領域中一項雄心勃勃的計劃是進行基于芯片的蛋白質組學研究，即建立起蛋白質芯片檢測系統，來做為先進的DNA芯片檢測技術的補充。然而具有高度專一檢測能力的芯片設計和制造的先決條件是獲取芯片中的專一性捕捉物質。由于DNA芯片中有多種捕獲分子的分析制備系統，這個先決問題能夠輕易地解決。DNA是一種均一性很高的分子，單鏈的DNA依據堿基配對原理可與其互補DNA鏈配對結合。依據目的DNA的最初序列，科學家可以輕易的推測出具有高度選擇性和特異性的DNA捕捉序列。此外，高通量的寡核苷酸合成儀及基因擴增（PCR）方法能夠快速方便的得到DNA捕捉分子。因此，捕捉分子的分析設計和DNA芯片的制造技術是非常直接明了的。
與DNA芯片相比，蛋白質芯片卻沒有這么容易制作。科學家們僅從蛋白一級序列結構出發很難預測出其具有高親和力的捕捉分子。這是因為蛋白的高級結構是多樣的，與捕捉分子有多種可能的相互作用模式，而且蛋白與捕捉分子的相互作用是通過蛋白質的高級結構的靜電力、氫鍵、疏水的范德華力，以及這三種力的聯合作用而產生的。此外，蛋白質可以同時和不同分子結合發生作用，形成復合物，加之胞內轉錄后動態的修飾過程（如：糖基化和磷酸化）可對蛋白相互作用產生重大影響使得蛋白質芯片的制作就更難了。因此，每一種蛋白捕捉分子必須單獨制備出來，所獲得的捕捉分子不僅需要具有親和力強的特點還需要有選擇性強且交叉反應性低的特點。

在蛋白質研究中沒有類似基因擴增（PCR）來進行蛋白擴增的技術，因此在制作蛋白質芯片的道路上必須克服的第一個障礙就是快速，低成本，大量地制備出高度專一性和高親和力的蛋白捕捉分子。此外還要保證被固定的蛋白分子的功能保持不變，這個問題也并不容易解決。把蛋白分子固定在片基上而不損壞它們的高級結構，這比把寡核苷酸或DNA片段固定在片基上要困難得多。然而這些難題已經部分或完全的得到了解決。通過優化固體片基的表面，改進蛋白標記技術，可以使具有功能狀態的蛋白質被固定；通過重組蛋白及捕捉分子的大量生產制備有效地拓寬了高度專一性和選擇性捕捉分子的獲取瓶頸。這些技術成果使得蛋白芯片技術能夠成功地應用在高通量的檢測分析當中，畢竟第一個含有幾百個蛋白抗體的抗體芯片已進入商業化生產銷售階段。


蛋白芯片的制備及使用儀器： 點樣制備蛋白分子微陣列

載體表面蛋白的固定: 蛋白芯片與樣品反應。探針可以與相應的目的分子特異性的結合，帶有熒光的報告分子與目的分子特異性的結合。 反應結果的檢測儀器: