蛋白质芯片的原理及分类

(一)蛋白质芯片的基本原理和特点

蛋白质芯片的基本原理是采用原位合成、机械点样或共价结合等方法将多肽、蛋白、酶、抗原、抗体固定于硅片、玻璃片、塑料片、凝胶、尼龙膜等固相介质上形成生物分子点阵，在待分析样品中的生物分子与蛋白质芯片的探针分子发生杂交或用其他分离方式分离后，利用激光共振聚焦显微扫描仪对杂交信号进行高通量检测和分析。蛋白质芯片是将整个蛋白质水平的相关生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量检测分析。蛋白质芯片是一种快捷、高效、高通量、并行、自动化和微型化的蛋白质分析技术，适用于分析包括组织、细胞系、体液在内的多种生物样品，能分析包含针对信号传导、癌症、细胞周期调控、细胞结构、凋亡和神经生物学等广泛的生物功能的相关蛋白，灵敏度高达pg/ml。

(二)蛋白质芯片的分类

蛋白质芯片按工作原理分为探针型和凝胶电泳型芯片。①探针型芯片类似于DNA芯片，即在固相支持物表面高度排列的探针蛋白质点阵，可特异捕获样品中的靶蛋白，然后通过检测器对靶蛋白进行定性或定量分析。②凝胶电泳型芯片即在电场作用下，样品中的蛋白质通过芯片上的孔道分离开来，然后经喷雾直接进入质谱仪进行检测，以确定样品中蛋白质的相对分子质量及种类。

蛋白质芯片按点样蛋白质有无活性功能分为无活性(nonliving)和有活性(living)的芯片。①无活性的芯片是将已经合成好的蛋白质点在芯片上。②有活性的芯片则是指点在芯片上的样品是活的生物体(如细菌)，在芯片上原位表达蛋白质。活性芯片可以提供模拟的机体内环境，有利于分析蛋白质功能。

按样品结合方式分为化学型和生物化学型。①化学型蛋白质芯片是通过介质的疏水力、静电力、共价键等，利用反相层析、离子交换层析、金属螯合层析等结合样品中的蛋白质，然后经特定的洗脱液除去杂质蛋白质，而保留感兴趣的蛋白质，这种芯片特异性较差。②生物化学型蛋白质芯片则是指把生物活性分子(如抗体、受体、配体等)通过生化反应结合到芯片表面，用于捕获样品中的靶蛋白。