生物芯片与高通量筛选技术.ppt

组织芯片Kononen等(1998)年在《自然》杂志上首次报道了组织芯片这一高通量的技术。组织芯片技术可以将数十个甚至上千个不同个体的临床组织标本按预先设计的顺序排列在一张玻片进行分析研究，是一种高通量、多样本的分析工具。它使科研人员第一次有可能同时对几百甚至上千种正常或疾病以及疾病发展不同阶段的自然病理生理状态下的组织样本，进行某一个或多个特定的基因，或与其相关的表达产物的研究。第29页,共42页，2024年2月25日，星期天应用如Kononen等使用标准免疫组化方法利用组织芯片技术研究了645例各种乳腺癌组织标本，试验数据与传统病理切片相应研究结果完全一致；同时他们还发现有关p53等6种基因的检测结果表明，新鲜与石蜡包埋的组织标本的检测结果没有差异。Hedenfalk等结合组织芯片技术和基因芯片技术检测了原发性乳腺癌及组织标本。Hoos等用组织芯片技术对59例成纤维细胞瘤进行免疫表型分析。Mucci等用组织芯片证实了神经内分泌因素与前列腺癌进展的关系。第30页,共42页，2024年2月25日，星期天高通量筛选（HighThroughputScreen，HTS）第31页,共42页，2024年2月25日，星期天新药发现第32页,共42页，2024年2月25日，星期天细胞分析平台HTS第33页,共42页，2024年2月25日，星期天HTS90年代初期,一个实验室采用传统的方法,借助20余种药物作用靶位,一年内仅能筛选75000个样品;到了1997年HTS发展的初期,采用100余种靶位,每年可筛选1000000个样品;而到1999年,由于HTS的进一步完善,每天的筛选量就高达100000种化合物[2],因而,称之为超高通量筛选(ultrahigh-throughputscreening)。这种新的飞跃,将大大加速新药发现的速度。第34页,共42页，2024年2月25日，星期天HTS高通量药物筛选技术是20世纪80年代后期发展起来的一种用于寻找新药的高新技术,由于该技术的快速、高效等特点,受到国际药物研究机构的极大重视。高通量药物筛选技术是将多种技术方法有机结合而形成的新的技术体系,它以分子水平和细胞水平的实验方法为基础,以微板形式作为实验工具载体,以自动化操作系统执行实验过程,以灵敏快速的检测仪器采集实验数据,以计算机对实验获得的数据进行分析处理,在同一时间内对数以千、万计的样品进行检测,并以相应的数据库支持整个技术体系的正常运转。第35页,共42页，2024年2月25日，星期天HTS原理高通量筛选分析通常在96孔板上进行,采用自动化技术对流体进行分配并对微孔板进行处理,化合物、药物活性的检测在微孔板中进行,这种分析模式至今仍被广泛采用,但许多研究机构已转向384孔板或孔数更高、体积更小的分析模式。现今,国外许多制药公司已把高通量筛选作为发现先导化合物的主要手段。典型的高通量筛选模式为每次筛选1000个化合物；而超高通量筛选可每天筛选10万多个化合物。随着分析容量的增大,分析检测技术、液体处理及自动化,还有连续流动以及信息处理已成为制约高通量筛选发展的瓶颈。因此,为减少成本和降低操作费用,高通量筛选须向自动化、分析微量化方向发展。第36页,共42页，2024年2月25日，星期天第37页,共42页，2024年2月25日，星期天HTS的样品采用HTS进行筛选的样品主要有组合化学库、天然化合物、化学合成化合物、反义核酸、肽核酸、可溶性蛋白等。目前已将生物芯片技术用于HTS药物筛选研究,如正在改进Caliper′s显微流态芯片以用于HTS。第38页,共42页，2024年2月25日，星期天HTS筛选模型高通量药物筛选模型可以根据其生物学特点分为以下几类：①受体结合分析法。②酶活性测定法。③细胞因子测定法。④细胞活性测定法。⑤代谢物质测定法。⑥基因产物测定法等等。第39页,共42页，2024年2月25日，星期天FMAT8100HTS荧光高通量筛选系统（美国AB公司）FMAT8100系统是全世界第一台全自动Macro-Confocal共聚焦式高通量荧光筛选系统,她由Appliedbiosystems公司和BectonDickinson(BD公司)共同合作研制.它具有样品量大（最多60块96孔或384孔/板）；筛选速度快（75000样品/天）；操作简便、无需进行放射性标记等特点.待测样品与荧光分析试剂自动混合后直接分析荧光强度,不必洗脱,并可自动机械传送样品板,对每一样品孔进行准确的定量检测.第40页,共42页，2024年2月25日，星期天基于亲近闪烁检测(SPA)的HTS基于亲近闪烁检测(ScintillationProximity