线粒体多态性检测寡核苷酸芯片的构建

目的构建用于线粒体DNA（mtDNA）D-环控制区（D—LOOP区）多态性多个位点集成检测的寡核苷酸芯片。方法根据GenBank中人mtDNA D—LOOP区序列设计2组引物[普通引物和N,N＇-对羧苄基吲哚三菁（Cy5）标记引物]和55种寡核苷酸探针。将探针固定于醛基修饰载玻片表面,制备mtDNA多态性检测芯片。提取40例健康人外周血标本mtDNA,应用Cy5标记引物不对称PCR扩增mtDNA D—LOOP区片段。取未变性和变性后扩增产物分别与芯片进行杂交,观察二者杂交信号强度差异,并将芯片检测结果与DNA测序结果进行比较。观察等倍稀释的不对称PCR扩增产物的杂交信号强度,检测芯片的灵敏度;将DNA测序结果与探针进行BLAST2比对,找出与PCR扩增产物完全匹配和仅1个碱基不匹配的探针,分析二者在芯片上相应位点杂交信号强度的差异,观察芯片的特异性;以放置6个月后的芯片检测外周血mtDNA,观察杂交信号强度的变化。结果不对称PCR扩增获得的mtDNA D—LOOP区片段（466bp）与预期表达片段大小一致。不对称PCR扩增产物直接杂交和变性后杂交的信号强度无明显差异,40例健康人外周血标本mtDNA的芯片杂交检测结果均与DNA测序结果完全吻合。灵敏度检测结果显示,杂交信号强度随扩增产物稀释程度的增加而减弱,芯片检测靶分子的灵敏度为0．1ng;与DNA测序结果完全匹配的探针174和仅相差1个碱基“C”的探针174c的杂交信号强度具有明显差异;而保存6个月后的芯片杂交信号强度基本保持不变。结论构建的寡核苷酸芯片可满足对mtDNA D—LOOP区多态性进行多个位点快速通量检测的需要,具有较高的灵敏度和特异性,适用于法医鉴定及线粒体疾病的检测。     

寡核苷酸芯片探针设计软件研究进展

基因芯片以其高通量、微型化和自动化等优点成为医学基因诊断的重要工具,芯片探针的设计和筛选是制备高质量基因芯片关键步骤之一。目前,已有不少探针设计软件被开发出来,它们针对不同的设计对象,显示出各自的优势和局限性。本文聚焦寡核苷酸探针筛选设计的三个基本标准,即特异性、敏感性和熔点(Tm),介绍了探针设计软件研究发展状况。结合文献报道,对软件的用途进行分类说明。本综述将有助于用户快速选择合适的软件用于探针设计,对降低芯片制备成本、提高芯片应用研究效率、促进高性能的探针设计软件研究及商品化具有重要的意义。     

一种面向芯片合成技术的寡核苷酸设计方法

目的：研发适用于芯片合成技术的寡核苷酸设计方法。方法面对芯片合成技术的需求,提出新方法,对需要处理的核苷酸序列,通过交叉匹配及酶切位点消除算法对序列中的交叉匹配片段及酶切位点进行密码子替换,尽可能减少交叉匹配及酶切位点序列的出现,对处理后的序列采用近似Tm值优化方法进行切割。结果比对相同序列在该方法和Tmprime两种方法中的结果,从寡核苷酸长度、Tm值范围、错配片段数等因素进行比较,验证了新方法在处理交叉匹配上有很好的效果。结论该方法符合适用于芯片合成技术的寡核苷酸设计的需求,大大减少了交叉匹配及酶切位点的出现情况,为芯片合成技术的寡核苷酸设计提供了一种有效方法。     

寡核苷酸微阵列技术用于检测幽门螺杆菌克拉霉素耐药相关23S rRNA基因多态性

目的 幽门螺杆菌（Hp）克拉霉素耐药与23S rRNA基因A2142G、A2143G和C2182T点突变相关。本研究旨在探索建立一种快速、简便的检测方法，获取Hp克拉霉素耐药相关23S rRNA基因多态性的流行病学资料，为临床合理用药提供依据。方法收集胃黏膜标本，用于病理检查、提取DNA。根据核苷酸位点设计相应探针，探针3′端以氨基修饰，氨基与探针序列之间以间隔臂相连，将探针用芯片点样仪点至玻片上。下游引物5′末端用Cy3荧光标记，进行不对称PCR扩增。其产物与芯片杂交，杂交后洗涤、扫描芯片，观察信号强度。非荧光标记引物扩增PCR产物克隆至T载体，测序验证芯片结果。结果（1）寡核苷酸微阵列技术与测序检测Hb 23S rRNA基因多态性结果完全一致。（2）经病理和PCR证实为场阳性的54例标本，杂交结果显示A2142位点均为野生型（54/54）；A2143G突变率为11．11％（6/54），尚未发现A2143C和A2143T的突变；C2182T突变率为12．96％（7／54），尚未发现C2182A和C2182G的突变，其余均为野生型。结论（1）利用寡核苷酸微阵列技术检测坳克拉霉素耐药的23S rRNA基因多态性，快速、简便而准确，可以高通量并直接检测胃黏膜而不需进行细菌培养，为根除Hp选择用药提供科学依据，推动个体化治疗方案的实施。（2）本研究没有发现场23SrRNA基因2142点突变，A2143G和C2182T突变率分别为11．11％和12．96％。     

流感及H5N1亚型禽流感病毒液相检测芯片的制备

目的 建立利用液相芯片技术检测甲、乙型流感和H5N1亚型高致病性禽流感病毒的方法,并对该方法进行评价。方法 对GenBank中甲型流感病毒的NP、乙型流感病毒的HA以及高致病性禽流感病毒（H5N1）的H5、N1基因片段序列进行同源性比对,根据保守序列,设计针对各基因的简并引物和寡核苷酸探针,制备探针偶联微球,将样本核酸多重PCR扩增产物与微球进行杂交,以Bio-Plex液相芯片检测系统进行芯片检测。结果 该方法可以对甲型流感病毒的NP基因、乙型流感病毒的HA基因以及高致病性禽流感病毒（H5N1）的H5、N1基因同时进行检测,病毒核酸的最低检出量为1pg,检测特异性高。结论 成功构建了甲、乙型流感病毒和H5N1亚型高致病性禽流感病毒液相芯片检测系统,为流感、禽流感的快速检测、诊断奠定了基础。     

70 mer长寡核苷酸探针芯片制备、标记方法及杂交条件的优化

目的优化长片段寡核苷酸芯片制备、探针标记及杂交条件。方法通过直接标记方法优化芯片的点样浓度、点样后的固定方法。探索两种靶基因标记方法,并优化杂交液及各种杂交条件。结果采用70mer寡核苷酸探针,点样浓度在10μmol/L时就可获得满意的荧光强度。探针点样后37℃水合,然后在3600mJ条件下进行紫外交联固定效果最好。样品采用生物素间接标记较CY3直接标记信号强度强,成本相对低廉。优化出的杂交液成分:50%甲酰胺、5×SSC、0.5%SDS,杂交时间为8h,杂交温度为65℃。结论通过此试验优化了制备病原体长探针寡核苷酸芯片的制备方法,样品标记策略和杂交液及杂交温度,为下一步制备多种病原体的寡核苷酸芯片检测系统奠定了基础。     

表面等离子共振生物传感器用于唐氏综合征产前诊断

目的构建用于唐氏综合征产前诊断的表面等离子共振（Surface plasmal resonance,SPR）生物传感器检测体系。方法BIAcore3000 SPR仪上在线包被芯片,通过氨基偶联的方式将链酶亲和素（SA）蛋白偶联到CM5芯片表面,继而通过生物素标记的探针与SA结合,将21号染色体单链寡核苷酸探针包被于芯片表面,利用特异性探针与目的DNA的结合,实现对21-三体标本单链扩增产物的检测。结果21号染色体探针包被信号值为3407．9毫度（RU）,满足检测要求;21-三体组检测信号高于正常组,差异具有显著性意义（P〈0．05）。结论SPR生物传感器可以实现唐氏综合征产前诊断。     

APC基因甲基化定量检测芯片的建立

目的 建立抑癌基因APC（adenomatous polyposis coli，APC）启动子1A的甲基化定量芯片检测方法。方法选取一段420bp的APC基因启动子1A CpG密集序列作为靶序列，针对M0、M1、M2、M3、M4 5个CpG靶位点，设计一套检测甲基化与非甲基化的探针。采用脐带血DNA克隆体作为阴性、阳性质控品。结果甲基化阳性、阴性质控的芯片结果与测序吻合。每组探针中荧光强度由强至弱依次为，阳性质控（甲基化）：探针1〉2、3〉4；阴性质控（非甲基化）：探针3〉4、1〉2。5个位点的5条荧光强度标准曲线，尺。范围是0．93～0．99。M0、M1、M2、M3、M4 5个位点甲基化杂合型的检测范围分别为50．0％±3．6％、50．0％±6．9％、50．0％±3．5％、50．0％±8．5％、50．0％±7．3％。结论建立了APC基因启动子5个COG位点的甲基化定量检测芯片。     

DNA芯片检测乙型肝炎病毒基因多态性

目的　建立DNA芯片检测乙型肝炎病毒 (hepatitisBvirus,HBV)基因多态性的研究方法并对实验条件进行优化。方法　设计多条寡核苷酸探针 ,在硅烷化芯片的特定位置上 ,用点样仪将探针固定 ,并与PCR扩增的HBV基因相应区段杂交 ,杂交结果影印至硝酸纤维素膜 ,经BCIP NBT避光显色 ,用放大镜观察杂交信号呈暗紫色圆点 ,根据特定位置上杂交信号的有无和与之相应的探针序列来判定基因突变的类型。结果　通过 1次杂交反应可检测HBV前C C区 (nt 1896 1814 )、BCP区 (nt1762 1764)和P区 (nt 52 8 552 )等多个位点的变异 ,与测序分析结果完全一致 ,具有较好的检测灵敏度和重复性。结论　DNA芯片检测HBV基因常见突变位点多态性 ,操作简便易行 ,技术要求不高 ,具有临床推广应用价值 ,而且可以方便地通过向寡核苷酸探针阵列中添加相应探针 ,扩大基因芯片的检测应用范围 ,为临床检测提供了新的方法     

吻合术后动脉弹性蛋白原的表达

采用寡核苷酸探针原位杂交的方法了解吻合动脉的弹性蛋白原m RNA表达的变化。Wistar大鼠 6 0只 ,手术显微镜下 ,常规消毒铺单将大鼠右股动脉剪开并重新端端吻合 ,术后分笼标记饲养。实验动物分成 6个时相点组和未吻合侧为对照组。于吻合后 3,7,14,2 1,2 8,90天 ,切取吻合动脉和对侧动脉 ,冰冻切片后 ,以地高辛标记的寡核苷酸探针作原位杂交。根据大鼠tropoelastin c DNA序列设计出长度为 2 6 bp的反义寡核苷酸 5′- GGC TCT CGG TGGTAT TGG TGG CAT CG- 3′,经同源性查询 ,该序列与大鼠血管平滑肌细胞tropoelastin c DNA同源…     

基因芯片技术检测鉴定临床常见致病真菌的初步研究

目的为了快速、简便、高通量地鉴定临床常见致病真菌,建立了一种采用基因芯片技术对临床常见的致病真菌鉴定的分子生物学方法。方法以5.8S rDNA与28S rDNA间的内转录间区2(internal transcribed spacer-2,ITS-2)为靶标,针对待检的临床常见致病真菌设计合成一系列寡核苷酸探针,制成寡核苷酸芯片。待检真菌DNA经通用引物扩增标记后,与芯片杂交,对杂交图谱分析归纳,得到一套种特异性的典型杂交图谱。待检的样品菌与基因芯片杂交,得到的杂交结果与典型图谱比对即可判断出样品的种类。结果以涉及8个属20个种的标准致病真菌菌株对芯片的特异性、重复性、灵敏度进行考察,结果表明,该研究建立的基因芯片技术可以有效地区分20种临床常见致病真菌,特异性良好,重复性良好(信噪比CV<10%),灵敏度为15 pg/ml真菌DNA。收集从临床分离的84株致病真菌菌株对基因芯片进行试用,结果显示基因芯片的鉴定结果与常规鉴定方法的鉴定结果一致。结论这项技术的建立可以稳定、特异性地实现临床常见致病真菌的高通量鉴定,为进一步检测研究奠定了基础。     

High-throughput identification of clinical pathogenic fungi by hybridization to an oligonucleotide microarray

Here we report the development of an oligonucleotide microarray method that can identify fungal pathogens in a single reaction. Specific oligonucleotide probes targeted to internal transcribed spacer 2 were designed and synthesized. Fungal DNA was amplified by universal primers, and the PCR product was hybridized with the oligonucleotide microarray. A series of specific hybridization profiles corresponding to species were obtained. The 122 strains of fungal pathogens, including standard and clinically isolated strains, used to test the specificity, stability, and sensitivity of the microarray system belonged to 20 species representing 8 genera. We found that the microarray system can successfully discriminate among the fungal pathogens to the species level, with high specificity and stability. The sensitivity was 15 pg/ml of DNA. This oligonucleotide microarray system represents a rapid, simple, and reliable alternative to conventional methods of identifying common clinical fungal isolates.     

Microarray design using virtual hybridization to study variations in REP-CMT1A sites

BACKGROUND: Gene PMP22 is duplicated in patients with CMT1A. Duplication is due to an unequal chromatid interchange during meiosis that takes place between two 24 Kb regions named REP-CMT1A proximal and distal sites. Homology is approximately 98%. Within each one of the sites we find zones termed hot spots where a greater number of variants and mutations could give origin to an unequal interchange. The aim of this study was to design a set of probes to create a microarray that could detect the presence of variants and mutation points in distal and proximal REP sites among patients with CMT1A. MATERIAL AND METHODS: With reported sequences of distal and proximal REPs, we determined hot spot sites within proximal and distal regions. These sequences were aligned and matched, hence 12 zones were detected. RESULTS AND CONCLUSIONS: Twenty four probes were designed and analyzed using the Genosensor Probe Designer program. Probes could be synthesized and used in a microarray that is able to find variations and mutation points and facilitates diagnosis of patients with CMT1A.     

胰腺癌相关基因寡核苷酸芯片的制备和初步应用(英文)

目的：研究胰腺癌相关基因寡核苷酸芯片的构建及其在检测胰腺癌基因表达谱方面的应用。方法：有目的地筛选胰腺癌相关基因，采用合成后点样的方法将合成的寡核苷酸探针点于同型双功能偶联剂（APS-PDC）包被的基片上，制成寡核苷酸基因芯片。Trizol法抽提组织总RNA，并用Qiagen Rneasy kit 进一步纯化。在cDNA第1链合成过程中，通过反转录酶将CyDye标记核苷酸直接渗入到cDNA中制备荧光探针，其中用Cy3-dCTP标记胰腺癌组织，Cy5-dCTP标记正常胰腺组织。将荧光标记探针定量后与芯片杂交16-18 h。用Agilent 扫描仪进行扫描，Imagene3.0软件（Biodiscovery,Inc.）图像分析，计算2种荧光Cy3 与Cy5信号强度的比值。挑选差异基因CDC25B和TUSC3进行荧光定量PUR（Sybrgreen方法）验证，以B-actin基因为内参照基因，PCR产物的定量方法采用比较Ct法。结果：芯片杂交扫描图像信号清晰，具有较低的整体背景和较高的信噪比，各阳性质控点信号均匀一致，阴性质控点和空白点信号低。与正常组织相比，胰腺癌组织中差异表达基因24条，占全部基因的25.5%，其中上调基因17条（占18.1%），下调基因7条（占7.4%）。荧光定量PCR验证，CDC25B和TUSC3基因在胰腺癌中的表达分别为上调和下调，其表达趋势与芯片实验的结果一致。结论：制备的胰腺癌相关基因芯片，可同时、并行检测多种胰腺癌相关基因的表达改变，具有一定的特异性和灵敏性。胰腺癌组织与正常胰腺组织相比，基因表达谱具有明显的差异，为进一步研究胰腺癌的发病机理和早期诊断提供了有用的信息。     

Genotyping of measles virus in clinical specimens on the basis of oligonucleotide microarray hybridization patterns

An oligonucleotide microarray hybridization method for identification of most known measles virus (MV) genotypes was developed. Like the conventional genotyping method, the microarray relied on detecting sequence differences in the 450-nucleotide region coding for the COOH-terminal 150 amino acids of the nucleoprotein (N). This region was amplified using PCR primers binding to all known MV genotypes. The microarray included 71 pairs of oligonucleotide probes (oligoprobes) immobilized on glass slides. Each pair consisted of a genotype-specific oligoprobe, which matched the sequence of only one target genotype, and a control oligoprobe, which contained mismatches at the nucleotide positions unique to this genotype. A pattern recognition algorithm based on cluster analysis of the ratios of hybridization signals from specific and control oligoprobes was used to identify the specific MV genotype. Following the initial validation, the method was used for rapid genotyping of two panels of coded samples. The results of this study showed good sensitivity (90.7%), specificity (100%), and genotype agreement (91.8%) for the new method compared to the results of genotyping conducted using phylogenetic analysis of viral sequences of the C terminus of the N gene. In addition, the microarray demonstrated the ability to identify potential new genotypes of MV based on the similarity of their hybridization patterns with those of known MV genotypes.     

A multiplex DNA suspension microarray for simultaneous detection and differentiation of classical swine fever virus and other pestiviruses

An oligonucleotide suspension microarray (Luminex microsphere system) was developed for detection and differentiation of animal pestiviruses: classical swine fever virus (CSFV), bovine viral diarrhea virus types 1 and 2 (BVDV1 and BVDV2), and border disease virus (BDV). Species-specific and pestivirus-common oligonucleotide probes were designed to the 5' UTR region and conjugated to individual color-coded Luminex carboxy beads (probe beads). Target pestivirus sequences were amplified by asymmetric PCR using a biotinylated reverse primer and a forward and reverse primer ratio of 1:5. The biotinylated products were hybridized to eight probe beads in a multiplex assay and analyzed using streptavidin conjugated to a fluorescent reporter molecule. The assay was able to detect and differentiate all 40 strains of CSFV, BVDV1, BVDV2 and BDV tested. The analytical sensitivity was determined to be 0.2-10 TCID50/ml. The major advantages of the DNA-microsphere suspension microarray, as a low density array, are its ease of handling and ability to simultaneously detect and type multiple infectious agents.     

乙型肝炎病毒核心启动子及前C区突变检测基因芯片的制备及临床应用

目的 建立检测乙型肝炎病毒核心启动子及前C区突变基因芯片并探讨其临床应用的价值.方法 设计并合成针对核心启动子1762/1764、1814及前C区1896位点突变的特异性探针,制备寡核苷酸芯片.采用不对称PCR对该区域进行扩增,扩增产物与芯片杂交后分析结果,并评价该方法的特异性、灵敏度.采用该方法检测138例HBV DNA阳性血清标本.结果 该方法能够特异地检测乙型肝炎病毒核心启动子1762/1764、1814及前C区1896位点,灵敏度达1×101拷贝/μl.138例HBV DNA阳性血清标本中,T1762/A1764突变40例（28.99%）,C1814突变11例（7.97%）,A1896突变16例（11.59%）.前C区A1896突变在高拷贝组中明显高于低拷贝组（P＜0.01）.结论 本研究建立的基因芯片能够准确同时检测HBVV核心启动子区突变和前C区突变,前C区A1896突变可能与HBV复制状态有关.