液態生物晶片

在核酸和蛋白質研究領域出現了一種全新的、稱之為懸浮式點陣( s u s p e n s i o n a a a l) 的檢測手段和技術，這就是液態生物晶片。

概念

這種基於螢光編碼微球的高通量分析技術可提供快速、敏感、對一個樣品進行至多可達1 0 0 個分析指標的檢測。分析螢光微球的速度最高可達50 0 ( ) 個/ 秒。套用時，把對應不同檢側物的乳膠顆粒混合後再加人微量樣品在懸液中與微球進行特異性結合。結合的結果可以在瞬間經雷射判定後由電腦數據信息的形式記錄下來。因為分子雜交是在懸浮溶液中進行，檢測速度快，所以又有“液態生物晶片”之稱。

該技術在很大程度上依賴最近在光電轉換和數位訊號處理的進步，通過一束雷射識別高分子( 如聚苯乙烯) 微球所產生的特異性螢光，另一束雷射識別微球表面發生生物學反應後所產生的螢光信號，螢光編碼不同的微球來實現檢測指標的分類，進而實現高通量生物樣品的分析； 而通過生物學反應所產生的螢光信號可以實現分析的特異性。

技術原理

液態生物晶片技術是一種以徽球為基礎的多指標數據採集和分析平台，起源於流式細胞儀。多指標檢測是指在一個簡單的試管中對一份樣本同時進行多種指標的分析。在1 9 7 7年流式細胞儀首次以微球作為基礎用於免疫分析。由於流式細胞儀有區分不同大小和顏色微球的能力，使得這種方法可以用於不同類別微球群的分析。套用不同大小微球同時進行不同指標分析的概念最初是由H o m n 等提出的〔’ : 。通過流式細胞儀用兩種不同大小的微球可以同時檢測兩種不同的抗體，隨後發展成用四種不同大小的微球檢測四種不同特性的抗免疫缺陷病毒( H I V ) 抗體[ } 1 o L a 大小進行區分的微球允 許同時對多種指標進行分析， 但是小微球的聚集物與大微球不能很好的區分開來， 限制了這種以大小區分微球的套用範圍。相比之下， 用可以產生兩種不同波長染料對相同大小的微球進行染色， 以區分不同微球的方法得到廣泛採用。這也就是現在商業化徽球採用的區分方法，如L u m i n e x公司研製的徽球是用兩種不同顏色的螢光染料( 紅色和橙色) 在不同比例下混合後分別將直徑為5 . 6 y . m的聚苯乙烯微球染成為上百種顏色的點陣。根據微球所攜帶的獨特的橙色/ 紅色螢光配比，通過流式細胞儀時可予以區分。徽球表面有活性校基可供化學偶連用。蛋白可以通過氨基與徽球進行偶連，氨基標記的寡核酸探針可以通過化學反應共價結合到微球表面，包被有親和素的微球可以用於結合生物素標記的分子。微球是分子反應的載體，為每個微球偶聯1 一 2 x 1 護靶分子提供了充分的表面積。此外，這種大小可使微球充分懸浮，對於測定方法的建立和分析都很方便，並且也提供了液相反應的動力學效果。

檢測和分析設備包括兩部分，流式細胞儀和數位訊號處理器，可對多種微球分析進行實時檢測這一系統主要包括三部分: 流式細胞儀、微球和計算機硬體以及軟體。流式細胞儀通過螢光強度來區分微球，同時區分三種螢光顏色: 綠色( 5 3 0 n m) , 橙色( 5 8 5 . m) 和紅色( > 6 5 0 n .) o微球的大小由一種9 0度的光學散射裝置來確定 用於區分分析中微球的聚集。橙色和紅色螢光用於微球的分類， 綠色螢光用於分析的定量。

在多指標檢測方法中，螢光標記的抗體、抗原或者核酸探針為每種反應提供了特定的信號。由於每種螢光反應特異性的結合到靶分子上，這種靶分子與一種微球偶聯，所以可溶性的反應物無需不同的標記。所有的分子均使用可以激發綠色螢光的染料進行標記，例如B o d i p y 11 ( M ol e c u l a r P r b e s ) 或者異硫佩酸螢光( F IT C ) 。任何激發綠色螢光的染料均可以用作報告分子。