哈喽，我是MEMS拓荒者，本期干货主要分享蛋白质芯片的研究进展，主要从蛋白质芯片的概述、蛋白质芯片的关键技术、蛋白质芯片的应用以及展望等四个方面进行主要讲述。

【蛋白质芯片概述】

蛋白质芯片，又称蛋白质阵列或蛋白质微阵列，是指以蛋白质分子作为配基，将其有序地固定在固相载体的表面形成微阵列；用标记了荧光的蛋白质或其他它分子与之作用，洗去未结合的成分，经荧光扫描等检测方式测定芯片上各点的荧光强度，来分析蛋白之间或蛋白与其它分子之间的相互作用关系。（MarkusF, et al., DDT，2002，7,815-822；BertoneP,etal.， FEBS Journal， 2005, 272 , 5400–5411.）

相对于DNA 芯片, 蛋白质芯片技术面临更多困难。第一， 相对于DNA 的碱基配对杂交机制, 蛋白质之间的相互作用呈现出更强的变化性。而且, 蛋白质的活性以及相互作用的性质可能需要其它蛋白质的作用和翻译后修饰。第二， 相对于PCR 技术这样可以大量扩增DNA 的技术, 尚未有可以大量扩增蛋白质的成熟技术。第三， 蛋白质的表达和纯化工作十分艰巨, 而且经常不能保持蛋白质的完整功能。最后, 许多蛋白质很不稳定, 给阵列制作本身带来很大的困难。多数蛋白芯片通过接触印记合成，大于30000 点的高密度阵列可以通过已有的DNA 的点样设备来实现。

【研究蛋白质芯片的意义】

蛋白质是基因表达的最终产物,接近生命活动的物质层面；探针蛋白特异性高、亲和力强,可简化样品前处理，甚至可直接利用生物材料(血样、尿样、细胞及组织等)进行检测；适合高通量筛选与靶蛋白作用的化合物；有助于了解药物或毒物与其效应相关蛋白质的相互作用。

由于蛋白质芯片的探针蛋白特异性高、亲和力强,所以对生物样品的要求较低，故可简化样品的前处理,甚至可直接利用生物材料（血样、尿样、细胞及组织等)进行检测，同时,由于疾病的发生、发展与某些蛋白质的变化有关，所以利用蛋白质芯片还可直接筛选出与靶蛋白作用的化合物，从而大大推进药物的开发。此外，蛋白质芯片有助于了解药物或毒物与其效应相关蛋白质的相互作用,从而促进药物学和毒理学研究的发展。

【蛋白质芯片的分类】

蛋白质芯片依照应用领域不同可分为两类: 蛋白质检测芯片和蛋白质功能芯片。据检测方法不同可以进一步分为正相蛋白质检测芯片和反相蛋白质检测芯片正相蛋白质检测芯片首先用不同的荧光标记物对样品中的拟研究的蛋白质进行标记, 再将这些样品在抗体微阵列上进行温育, 然后用生物芯片扫描仪检测各个阵列分子点上荧光信号。正相蛋白质检测芯片可以同时对同一样品的不同成分进行分析对比。但是需要注意在许多情况下, 蛋白质倾向于形成多蛋白质复合体, 所以如果出现很强的信号, 那么可能是由于蛋白质的浓度很高, 或是由于形成了大的蛋白质复合体。（PoetzO et. al, Mechanisms of geing andDevelopment, 2005, 126 ,161–170.）

【蛋白质芯片的关键技术】

【核心关键：蛋白质芯片的制备流程】

【蛋白质芯片的应用】

蛋白芯片主要应用在疾病诊断、药物开发以及蛋白质组学等三方面。
对于疾病的诊断，蛋白质芯片主要用于定量检测组织提取液中的肿瘤标记物。

针对药物开发的应用，蛋白质芯片主要用于高通量筛选蛋白-蛋白作用的抑制剂。

针对蛋白质组学的应用，可以用于人动脉平滑肌细胞的蛋白谱。

【展望】

1）、建立快速、廉价、高通量的蛋白质表达和纯化方法，高通量制备抗体并定义每种抗体的亲和特异性。 2）、改进基质材料的表面处理技术以减少蛋白质的非特异性结合。3）、提高芯片制作的点阵速度；提供合适的温度和湿度以保持芯片表面蛋白质的稳定性及生物活性。4）、研究通用的高灵敏度、高分辨率检测方法，实现成像与数据分析一体化。

【参考文献】

[1] Markus F, et al., DDT, 2002,7,815-822.

[2] BertoneP,etal., FEBS Journal, 2005, 272 , 5400–5411.

[3] Poetz O et. al, Mechanisms of geingand Development, 2005, 126 ,161–170.

[4] 李瑶，基因芯片与功能基因组，2004，32-33

[5] Zhu H et.al, Current Opinion inchemical Biology, 2003,755-63.

[6] WeissensteinU, Proteomics 2006, 6, 1427–1436.

[7] Fang Y，et al., ChemBioChem2002, 3, 987- 991.

[8] SukhanovS and DelafontaineP，Proteomics,2005, 5, 1274–1280.

[9] Jung SO, et al., Proteomics 2005, 5,4427–4431.

[10] SchenaM, Protein microarrays,2005, 7.