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170余种新品诞生在生物芯片研究与开发课题组

来源:科技日报
摘要:生物芯片的研究与开发课题共研制开发新产品170余种,除主要承担单位博奥生物外,天津生物芯片技术有限责任公司、东南大学、陕西西大北美基因股份有限公司、上海生物芯片有限公司等单位也取得了大量创新性成果。用于重要病原微生物检测的生物芯片由南开大学、天津生物芯片技术有限责任公司和南开基因工程有限公司等共同完......

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        生物芯片的研究与开发课题共研制开发新产品170余种,除主要承担单位博奥生物外,天津生物芯片技术有限责任公司、东南大学、陕西西大北美基因股份有限公司、上海生物芯片有限公司等单位也取得了大量创新性成果。  



  用于重要病原微生物检测的生物芯片  

  由南开大学、天津生物芯片技术有限责任公司和南开基因工程有限公司等共同完成的用于重要病原微生物检测的生物芯片课题,初步形成了一个包含7个微生物检测芯片的产品系列,具有高通量、检测时间短、漏检率低等特点。与传统检测方法相比,这项成果具有明显的优势,已显示出在临床医学检验、食品卫生检测、环境监测等领域广阔的应用前景。  

  据介绍,该成果围绕微生物检测芯片研发的两个关键点:特异分子标识的筛选和产品质量和可靠性的提高做了大量工作,掌握了当今世界上最先进的分子标识筛选技术,并建立了完整的生产体系和质量控制体系,初步解决了芯片质量不稳定的问题。研究人员成功摸索出针对多种临床样品的有效处理方法,开发了具有良好的移植性的芯片扫描结果的判读系统———BactarrayAnalyzer。随着该课题的完成,我国已初步具备了对新发传染病的快速反应能力,并预计可在今后5年至8年完成研发针对所有主要病原微生物检测方法的芯片。  



  胃癌相关性蛋白芯片  

  在胃癌相关性蛋白芯片的研发课题中,研究人员根据数据库共扫描了16407个基因,可预测22284种剪切方式,并利用该数据库继续寻找在胃癌组织中特异存在的选择性拼接方式。通过使用cDNA芯片以及选择性拼接数据库,筛选得到与胃癌相关的基因共19条,经大肠杆菌表达后获得重组蛋白14种,制备的杂交瘤细胞共1067株,进一步通过亲和力和特异性筛选得到合格的杂交瘤细胞株共395株,已经配对得到针对其中9种蛋白的12对抗体。  

  经过抗体亲和柱纯化,研究人员获得了8种胃癌抗原,确定了6种蛋白序列,并获得24对配对抗体。但在血样检测中,仅有针对8个抗原的5对抗体的特异性很显著,因此将这5对抗体进行了芯片的点制。利用该芯片对100份胃癌、100份结肠癌及其他若干恶性肿瘤总计400份血清进行了检测,证明癌症病人中Orosomucoid的水平要明显高于良性病人及正常人血清水平。  



  基因、蛋白与组织芯片  

  该课题共包含了6个项目。其中,高覆盖率基因表达谱芯片的研制及其在疾病研究中的应用项目建立了具有自主知识产权的cDNA和寡核苷酸表达谱芯片平台,攻克了基因芯片制备和应用的部分核心技术和方法,研制了覆盖8个物种的33种基因芯片,引进、建立和消化了国际上使用最为广泛的两种基因芯片平台,建立了SNP分型技术平台以及与基因芯片相关的技术方法,如SAGE,RNAi等技术。批量化蛋白表达纯化及相关抗体制备技术体系项目建立了规模化的蛋白质表达克隆构建、表达纯化、抗体制备的整体性技术平台,并开展了蛋白质芯片和多肽芯片的制备和检验的试验工作。  

  蛋白质诊断芯片的研究和开发项目开发了具有自主知识产权的、抗原性达到国外第三代试剂水平的HCVCore、NS3、NS4、NS5抗原。通过实验优化,快速诊断芯片系统已基本成型,进行了100多份临床样品的检测,符合率达93%。  

  高通量组织芯片的研发及在基因表达研究中的应用项目收集了珍贵的人体正常与疾病组织共计4000余例,达10000余块,并建立了国际一流的组织芯片技术研发平台、标准化工艺流程、质控体系与生物信息数据库。项目已研发出具有重大研究应用价值的组织芯片产品22种,同时还开展了免疫组织化学、荧光原位杂交及抗体筛选等研究。  

  生物芯片的信息学平台项目为基因芯片的研发、实验和数据处理等需要构建了一个较为完整的生物信息硬件平台。包括4TB的数据存储能力、完善的备份系统和集群计算服务器等基本功能。在此基础上,研究人员开发了具有自主知识产权的生物芯片存储和分析系统———ArrayLIMS。该系统平台包括Ar鄄rayStore和ArrayMiner两个主要的子系统,分别完成芯片实验数据的存储和分析任务。  

  生物分子分离、检测技术平台和相关产品的开发项目开展了基于MEMS技术的微流控芯片的设计、制作,构建了高灵敏度激光诱导荧光检测系统和紫外吸收检测系统,并开展了微流控芯片和检测系统的关键技术工程化研究,开发了尿蛋白分析试剂盒、同工酶分析试剂盒和尿蛋白检测仪。项目构建的微流控芯片和检测系统实现了大片段核酸的有效分离分析,质量检测灵敏度达到10mol至20mol;项目进行的生物大分子富集芯片的研究,将蛋白质富集效率提高了5倍;此外还开发了基于SU-8和硅材料的微喷阵列系统,用于低密度阵列芯片的制作,样品点的变异系数小于2.6%。
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