基础研究
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世界华人消化杂志. 2008-05-28; 16(15): 1628-1633
Published online 2008-05-28. doi: 10.11569/wcjd.v16.i15.1628
高灵敏度薄膜生物传感器基因芯片系统的研制
宋家武, 信芝, 姚蓝, 李啸峰, 唐健熹, 周小军, 吴波, 孙爱静, 吴洲清
宋家武, 信芝, 姚蓝, 李啸峰, 唐健熹, 周小军, 吴波, 中山大学附属第五医院消化内科 广东省珠海市 519000
宋家武, 孙爱静, 珠海赛乐奇生物技术有限公司 广东省珠海市 519000
吴洲清, 武汉大学附属中南医院肿瘤科 湖北省武汉市 430071
宋家武, 华中科技大学同济医学院博士, 硕士生导师, 留美高级访问学者, 主要从事肝脏病学及消化病学的基因诊断和基因治疗相关研究.
基金项目: 科技部科技型中小企业技术创新基金资助项目, No. 06C26214401607; 广东省科技计划项目, No. 2006B36030019; 珠海市科技计划项目, No. PC20041050; 广西壮族自治区科技计划项目, No. 0330004-16; 珠海市留学回国人员创新创业基金, No. 珠留资200609; 湖北省自然科学基金, No. 2004AA301C98; 湖北省科技攻关项目, No. 2005AA304B05.
作者贡献分布: 此课题由宋家武设计; 研究过程由宋家武、信芝、姚蓝、唐建熹及吴波操作完成; 论文写作由宋家武和信芝完成; 数据分析由宋家武、李啸峰及周小军完成; 研究所用试剂及芯片由孙爱静提供; 病例收集由宋家武、信芝、姚蓝及吴洲清完成.
通讯作者: 宋家武, 519000, 广东省珠海市梅华东路52号, 中山大学附属第五医院消化内科. songjw@sinochips.cn
电话: 0756-3318449
收稿日期: 2007-11-13
修回日期: 2008-03-14
接受日期: 2008-05-20
在线出版日期: 2008-05-28
Abstract

目的: 在传统基因芯片技术基础上, 应用生物传感器技术, 研制一种能将基因芯片信号原位放大后达肉眼判读灵敏度, 无需专用基因芯片检测仪器就可使用, 易于在基层医疗单位推广的薄膜生物传感器基因芯片诊断系统.

方法: 在薄膜生物传感器基片基础上, 经过表面化学处理, 使特定的基因捕获探针在传感器表面固定, 形成特定检测目的生物传感器基因芯片. 并以乙肝病毒YMDD区的特异序列设计为例, 通过特定的YMDD区的捕获探针, 以矩阵的形式点样于传感器芯片表面来实现本系统. 同时, 纳米金标记的检测探针取代了传统芯片中的荧光标记探针. 扩增后的目的PCR片段与捕获探针、生物素标记探针、链亲蛋白纳米金探针进行反应, 最后得到探针-生物素-链亲蛋白-纳米金复合物, 并在芯片表面经生物传感器芯片将信号原位放大, 获得肉眼观的芯片信号并进行分析, 完成芯片诊断. 以乙型肝炎病毒YMDD突变为例, 观察该芯片系统对临床诊断标本诊断的可靠性.

结果: 基因芯片的检测信号经生物传感器原位放大后能肉眼判读或借助普通数码照像机或计算机扫描, 根据信号出现的特定位置即可确定突变的类型. 且该生物传感器基因芯片系统信噪比高, 在人工合成的寡核苷酸及临床血清的检测中, 均可实现生物芯片阴阳性信号完全的有或无的判读; 临床血清标本检测证实, 使用该传感器芯片系统对前期经过测序确定为YMDD突变的23份临床血清结果与测序结果完全一致.

结论: 薄膜生物传感器基因芯片集纳米材料、生物传感器技术及原位放大技术为一体, 实现了信号的肉眼判读, 具有通用性高, 准确可靠, 无需大型设备, 易于在基层医疗单位推广使用.

Keywords: 生物传感器; 基因芯片; 原位放大; 纳米