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生物芯片阅读仪是一种用于高通量检测生物芯片(如DNA微阵列、蛋白质芯片、组织芯片等)信号的设备,通过扫描和分析芯片表面固定的生物分子(如核酸、蛋白、细胞等)与标记探针的相互作用,获取基因表达、基因分型、蛋白相互作用等生物学信息。以下是其详细解析:
1. 核心原理
生物芯片技术:
将大量生物分子(如基因探针、抗体、细胞裂解物等)以微阵列形式固定在固相载体(如玻璃片、硅片)表面。
通过杂交(核酸)、抗原-抗体反应(蛋白)或细胞捕获(组织芯片)捕获目标分子。
信号检测:
标记探针(如荧光染料、放射性同位素、量子点)与靶分子结合后,阅读仪通过光学、电化学或质谱等方法检测信号强度。
光学检测:最常用,利用激光或LED光源激发荧光,通过光电传感器(如CCD、PMT)捕获信号。
2. 系统组成
光学扫描模块:
光源:多波长激光或LED,适应不同荧光染料。
滤光片/分光系统:分离激发光与发射光,减少背景噪声。
聚焦镜头:高精度扫描芯片表面,支持微米级分辨率。
检测器:
CCD/CMOS相机:快速成像,适用于低密芯片。
光电倍增管(PMT):高灵敏度,适合弱信号检测。
机械平台:
自动载片台,支持多芯片连续扫描。
Z轴聚焦调整,适应不同芯片厚度。
数据分析软件:
图像校正(背景扣除、归一化)。
信号量化(光密度分析、聚类算法)。
生物信息学整合(如GO分析、通路富集)。
3. 应用领域
基因组学:
基因表达谱分析(如肿瘤分型、药物响应预测)。
SNP分型(遗传病筛查、群体遗传学)。
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