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产品中心

ArrayJet芯片点样技术助力蛋白芯片寻找潜在的生物标志物

 

Andreas Weinhäusel,维也纳自然资源与应用生命科学大学教授,同时在奥地利理工学院健康和生物资源中心从事分子诊断研究,于2022年3月对其研究进展进行了在线Webinar报告,内容涉及DNA甲基化以及自身抗体相关的生物标记物发现、生物传感器研发、生物信息学分析、分子诊断等方面,充分利用高通量的蛋白芯片、多肽芯片这一技术手段。

Part 1 : ArrayJet高通量芯片点样仪用于生物标志物的发现

分析临床组织,血液,唾液等样本中DNA、RNA以及蛋白的表达情况对预测疾病的发展阶段,明确治疗方向具有重要意义。其中DNA异常甲基化与肿瘤的发生、发展、细胞癌变有着密切的联系,多肽结构的异常也与许多心脑血管疾病息息相关,因此采取有效的研究方法在早期发现异常对于指导临床方案具有重要意义。

例如使用甲基化生物芯片寻找潜在的生物标志物:首先样本经DNA甲基化修饰亚硫酸氢盐处理,随后进行全基因组甲基化筛选,通过生物信息学对甲基化位点进行分析并使用芯片点样仪设计生物芯片找到潜在的生物靶点,采用Ion Torrent粒子流测序仪进行单细胞甲基化测序,后期使用甲基化敏感的限制性内切酶联合PCR评估甲基化水平,采用cfDNA样本进行结果验证。

多肽生物芯片寻找疾病相关靶点:首先对感兴趣的靶点进行生物信息学分析,通过芯片点样仪把多种筛选的靶点设计成多肽芯片,对检测结果进行生信分析,经过广泛的生物信息学筛选的基因特异的探针与磁珠连接,组装成bead array芯片通过双色荧光染色检测出标记的核苷酸,结果采用ELISA实验进行验证。

Part 2:

IgG抗体在免疫应答中起着激活补体,中和多种毒素的作用,同时也是体液免疫应答的主要抗体,亲和力高,体内分布广泛,检测IgG抗体的表达水平对于评估是否存在细菌和病毒感染,疾病发展状态至关重要。

例如寻找与结肠癌相关的标志物:使用健康和结肠癌患者的血清对16k(一张芯片上至少包含16000种人类蛋白)蛋白芯片进行孵育,通过生物信息学分析和筛选找到疾病的相关靶点,使用芯片点样仪将相关蛋白靶点设计成多肽芯片,孵育对照和患者血清进行结果筛选,通过抗IgG荧光二抗进行信号分析,结果使用bead array方法进行结果验证。

该技术可应用在过敏原筛查,自身免疫疾病,癌症,感染疾病相关标志物的寻找和发现等领域。

Part 3:

ArrayJet高通量芯片点样仪在基于抗体的诊断技术中发挥通量高的特点,自身免疫抗体在肿瘤早期的无症状阶段以及自身免疫疾病、神经退行性疾病中存在明显的表达差异,采用AIT蛋白芯片可以发现相关的抗原标志物。

AIT蛋白芯片制备:15286个全长人cDNA片段,使用His标签和镍柱进行纯化富集,纯化后在玻片进行高密度点样(32000个点/片),点样体系(10-30ul/点)。后期检测:孵育病人和正常人的血清,采用抗人的lgG荧光二抗进行标记,通过生物信号分析找到潜在的生物标志物。

采用生物芯片技术进行高通量筛选,对于寻找潜在抗原标志物、医药研发、临床诊断有重要意义。

Part 4: IgG抗体孵育与血清孵育相比,可以提高检测效率和检测灵敏度

IgG抗体纯化的标准化流程:

在EP管中加入15ul血浆或血清,再加入500ul凝胶进行离心,使用纯化buffer清洗凝胶两次,对血清采用纯化buffer进行稀释,加入含有抗体的溶液,上下充分混合,离心收集富集的抗体,对样品质控150kD处含有均一的IgG抗体条带,使用纯化后的抗体对芯片进行孵育筛选相关靶点。

Part 5: ArrayJet高通量芯片点样仪用于病原体蛋白芯片制备

病原体分泌蛋白对血清的反应性对于明确感染类型,控制病情恶化十分必要。

病原体生物芯片研究方法:案例样本来自于254种细菌菌株,其中临床分离株 239种,乳酸杆菌 15种,除此之外还有黄曲霉菌3种,念球菌3种。使用芯片点样仪将样本点印在环氧树脂包被的玻片上,孵育血浆,找到IgG抗体特异性菌株。

 

总结:

自身免疫抗体/免疫学研究方法的建立:

  • 首先可通过16kd蛋白芯片或多肽芯片进行标志物筛选

  • 筛选的靶点通过高通量点样仪设计成生物微芯片

  • 最后进行生物信息学分析找到潜在的标志物

可应用在癌症早期筛查,自身免疫疾病,炎症疾病,感染性疾病,过敏源检测,疫苗研发,诊断试剂研发等领域。

 

Webiniar链接:

https://www.arrayjet.co.uk/resources/microarray-webinars

 

Arrayjet位于英国爱丁堡,专注于提供生物芯片应用领域的解决方案及服务。自2000年公司成立即致力于开发新型生物样品喷点方案–喷墨式液体处理平台,该系统于2005年上市,目前用户遍布全球25个国家。

Mercury系列产品采用独特的飞行喷墨点样技术实现行业第一的快速、非接触式微量液体处理。同时上万种不同样品可以进行快速点样,专利的上样模块配合高通量的点样喷头保障您的点样操作快速、无污染,更低的上样体积可有效减少样品损失,使您的珍贵样品物尽其用。

 

 

 

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