第32卷 分析化学( FENXI HUAXUE)评述与进展 2004年2月 Chinese Journal of Analytical Chemistry 244-247 8评述与进展 蛋白质芯片及其分析应用新进展 梁建功何治柯 (武汉大学化学与分子科学学院,武汉430072) 摘要蛋白质芯片是一种快速、高效、高通量的蛋白质组研究新技术。目前,它已成为人们研究的热点之 。本文就近年来蛋白质芯片及其分析应用新进展做一简要的评述 关键词蛋白质芯片,蛋白质阵列,蛋白质微阵列,检测,评述 1引言 随着人类基因组计划(HGP)的顺利完成及后基因时代的到来,蛋白质组的研究已经成为生命科学 的一个重要领域口。蛋白质组传统的研究方法有:二维凝胶电泳(2DE)和酵母双杂交技术等。但这些 方法往往操作烦琐,所需时间较长,结果具有不确定性,且所需费用较高2。因而,人们发展了一种快 速、高效、高通量的蛋白质组研究新技术—一蛋白质芯片。 蛋白质芯片又称蛋白质阵列或蛋白质微阵列,它是将大量的蛋白质、蛋白质检测试剂或检测探针以 预先设计的方式固定在玻片、硅片及纤维膜等固定载体上组成密集的阵列,能够高通量地测定蛋白质的 生物活性,蛋白质与大分子和小分子的相互作用,或者用于高通量定性和定量检测蛋白质3-7。近年 来,蛋白质芯片已成为人们研究的热点之一。本文就近年来蛋白质芯片及其相关检测技术的研究进展 做一简要评述。 2蛋白质芯片的分类 蛋白质芯片,主要有3种分类方法:(1) Ciphergen Biosystems公司提出将蛋白质芯片分为化学芯 片和生物芯片。化学型蛋白质芯片的构想来源于经典色谱法(反相层析、离子交换层析、金属螯合层析 等)。铺有相关介质的蛋白质芯片可以通过介质的疏水力、静电力、共价键等结合样品中的蛋白质,用 洗脱液去除杂质蛋白质,而保留感兴趣的蛋白质。生物型蛋白质芯片则是将生物活性分子(如:抗体、 抗原、受体或配体等)结合到芯片表面,用于捕获靶蛋白:(2)根据载体的不同9,将蛋白质芯片分为 普通玻璃载体芯片( plain- glass slide)、多孔凝胶覆盖芯片( porous gel pad chip)及微孔芯片( microwell chip):(3) Kodadek0提出将蛋白质芯片分为蛋白质功能芯片和蛋白质检测芯片。蛋白质功能芯片是 在一特定模板上固定成千上万个蛋白质分子,用于蛋白质功能的研究;而蛋白质检测芯片则含有蛋白 质检测试剂,用于蛋白质的定性、定量测定。 3蛋白质芯片的制备 3.1蛋白质功能芯片的制备 在蛋白质功能芯片的制备中,纤维膜(如:硝酸纤维、尼龙、聚偏二氟乙烯等)和经过修饰的玻璃表 面是较为理想的芯片表面。 Macbeath和 Schreibers将载玻片表面用羰基硅烷化试剂处理后,用机器人 将含40%甘油的纳升级蛋白质样品点在载玻片上,形成直径约150~200μm高密排列的蛋白质阵列 (1600点/cm2),最后用牛血清蛋白(BAS)进行封闭,降低膜上背景。在研究多肽和小分子蛋白样品时, 200206407收稿:200302-18接受 本文系国家自然科学基金资助项目(No.20275028)
书 !!!!!!!! ! ! !!!!!!! ! " " " " 评述与进展 蛋白质芯片及其分析应用新进展 梁建功 何治柯# （武汉大学化学与分子科学学院，武汉 "#$$%&） 摘 要 蛋白质芯片是一种快速、高效、高通量的蛋白质组研究新技术。目前，它已成为人们研究的热点之 一。本文就近年来蛋白质芯片及其分析应用新进展做一简要的评述。 关键词 蛋白质芯片，蛋白质阵列，蛋白质微阵列，检测，评述 &$$&’$(’$% 收稿；&$$#’$&’)* 接受 本文系国家自然科学基金资助项目（+,- &$&%.$&*） ! 引 言 随着人类基因组计划（/01）的顺利完成及后基因时代的到来，蛋白质组的研究已经成为生命科学 的一个重要领域［)］ 。蛋白质组传统的研究方法有：二维凝胶电泳（&23）和酵母双杂交技术等。但这些 方法往往操作烦琐，所需时间较长，结果具有不确定性，且所需费用较高［&］ 。因而，人们发展了一种快 速、高效、高通量的蛋白质组研究新技术———蛋白质芯片。 蛋白质芯片又称蛋白质阵列或蛋白质微阵列，它是将大量的蛋白质、蛋白质检测试剂或检测探针以 预先设计的方式固定在玻片、硅片及纤维膜等固定载体上组成密集的阵列，能够高通量地测定蛋白质的 生物活性，蛋白质与大分子和小分子的相互作用，或者用于高通量定性和定量检测蛋白质［# 4 %］ 。近年 来，蛋白质芯片已成为人们研究的热点之一。本文就近年来蛋白质芯片及其相关检测技术的研究进展 做一简要评述。 # 蛋白质芯片的分类 蛋白质芯片，主要有 # 种分类方法：（)）56789:;9< =6,>?>@9A> 公司［*］ 提出将蛋白质芯片分为化学芯 片和生物芯片。化学型蛋白质芯片的构想来源于经典色谱法（反相层析、离子交换层析、金属螯合层析 等）。铺有相关介质的蛋白质芯片可以通过介质的疏水力、静电力、共价键等结合样品中的蛋白质，用 洗脱液去除杂质蛋白质，而保留感兴趣的蛋白质。生物型蛋白质芯片则是将生物活性分子（如：抗体、 抗原、受体或配体等）结合到芯片表面，用于捕获靶蛋白；（&）根据载体的不同［&，B］ ，将蛋白质芯片分为 普通玻璃载体芯片（7CD6<’;CD>> >C6E9）、多孔凝胶覆盖芯片（7,:,F> ;9C 7DE G867）及微孔芯片（A6G:,H9CC G867）；（#）I,EDE9J ［)$］ 提出将蛋白质芯片分为蛋白质功能芯片和蛋白质检测芯片。蛋白质功能芯片是 在一特定模板上固定成千上万个蛋白质分子，用于蛋白质功能的研究；而蛋白质检测芯片则含有蛋白 质检测试剂，用于蛋白质的定性、定量测定。 $ 蛋白质芯片的制备 $- ! 蛋白质功能芯片的制备 在蛋白质功能芯片的制备中，纤维膜（如：硝酸纤维、尼龙、聚偏二氟乙烯等）和经过修饰的玻璃表 面是较为理想的芯片表面。KDGL9D@8 和 MG8:96L9: ［))］ 将载玻片表面用羰基硅烷化试剂处理后，用机器人 将含 "$N 甘油的纳升级蛋白质样品点在载玻片上，形成直径约 ).$ 4 &$$ !A 高密排列的蛋白质阵列 （)($$ 点O GA& ），最后用牛血清蛋白（=PM）进行封闭，降低膜上背景。在研究多肽和小分子蛋白样品时， 第 #& 卷 &$$" 年 & 月 分析化学（Q3+RS /TPRT3） 评述与进展 586<9>9 U,F:<DC ,V P<DC?@6GDC 589A6>@:? 第 & 期 &"" 4 &"%
第2期 梁建功等:蛋白质芯片及其分析应用新进展 他们首先在羰基硅烷化试剂处理的玻片上覆盖一层BAS,再将多肽和小分子蛋白样品固定。这一方法 的成功之处在于:它引进了机器人和普通商品化玻片,还成功地解决了固体表面蛋白质的活性问题。但 是,由于该方法需提纯大量的蛋白质,因而利用该方法制备高通量的蛋白质芯片是困难的,而且,蛋白质 在载玻片上的稳定时间也是有限的{12。zhu等制备了一种约含80%酵母蛋白的蛋白质组微阵列 先制备了一个含5800酵母可译框(ORFs)的高定性阵列(占全部的95%),使用重组克隆技术将其克隆 进入一个酵母高复制表达载体,再应用诱导GAL1启动子将酵母蛋白质表达在酵母上,蛋白质的氨基末 端用GsI-HisX6固定。表达在酵母上的主要目的是使蛋白质正确的修饰和折叠。使用96孔板可将来 自酵母谷胱氨酸-琼脂提取物的1152个样品提纯,随机取出60个样品进行免疫印迹分析,80%以上的 蛋白质可被检测。这项技术在一定程度上解决了蛋白质的提纯问题,然而对保持蛋白质的活性问题仍 未很好地解决。 3.2蛋白质检测芯片的制备 理想蛋白质检测芯片应该含有大量、高亲和性的、专一的蛋白质检测试剂,每种试剂检测一种特定的 蛋白质。目前人们在蛋白质检测芯片中研究较多的是抗体芯片出。Hang等在一个6cmx8cm的模 板上用计算机印刷了504个点(18×28),用于指导膜上点样。他们用2μL的吸管人工点样,每个样点 0.25μL。首先将辣根过氧化酶点在膜上作为检测向导,再将蛋白质、抗体、抗原点在膜上,最后,将膜浸入 感兴趣的蛋白质、抗体或抗原中,实现对蛋白质、抗体或抗原的高通量检测。他们还评价了不同膜制备蛋 白质芯片的优缺点。该方法快速、简便,且成本较低。它存在的主要问题有:(1)大量抗体不易得到:(2)用 增强化学发光法(ECL)检测灵敏度很高,但误差较大:(3)由于蛋白质相互作用的复杂性,用该法尚有一定 的局限性。为了寻找高专属性的蛋白质检测试剂,许多人正在制备灵敏度更高、交叉反应更少、且具有新 标记物的重组抗体和人工抗体1。但是,抗体芯片一个固有的缺点在于它能够被分析样品中的蛋白酶所 破坏。从长远来看,人们很可能会合成一些其它的试剂或采用其它的方法用于蛋白质的检测。如:将 半导体纳米量子点用于高通量蛋白质的测定。由于半导体纳米量子点具有宽的激发光谱、窄的发射光谱 及很高的量子产率,且荧光漂白速率慢,在高通量生物分析中得到了人们广泛的关注。Sm等[首先将免 疫球蛋白(IgG)固定在玻璃芯片上,然后与抗体结合,再把芯片浸入抗原溶液中,最后将浸入连有的抗体溶 液,用激光共焦扫描荧光图象分析系统进行分析。该方法灵敏度很高,但是连接与抗体连接的半导体纳米 量子点稳定性不好。本研究组和庞代文研究组采用一种简单的方法直接将抗体和抗原等物质修饰在 CdSe/ZnS核壳型半导体量子点上,方法简单,修饰后稳定性好。Johm1制备了一种纳米电极阵列芯片,该 电极的空间分布、高度、宽度和电化学成分可以变化,使得蛋白质特性的电子接收器直接建立在具有该纳 米电极的芯片上而不用任何特殊的试剂或微粒。由于它们的尺寸很小,大量不同的接受器可以作为阵列 建立在一个芯片上。该芯片可以用来检测、表征和量化溶液中单个微粒如蛋白质及复杂的蛋白质混合物 等。该阵列操作简单,但在特异性、高通量方面有待改进 4蛋白质芯片检测方法 目前蛋白质芯片主要有两种检测方法,一种为标记检测,另一种为非标记检测。 些荧光试剂如Cy3、C35、量子点等经常作为探针标记蛋白质,标记后用荧光显微镜直接观测或成 像。化学发光体系中辣根过氧化物酶、碱性磷酸酶及化学发光试剂异鲁米诺等也常用于蛋白质的标记 这些方法一般灵敏度较高,主要缺点是操作复杂,标记后大大改变了蛋白质的表面特征,尤其是在改变 赖氨酸侧链正电荷时,可能在很大程度上导致蛋白质的变性。另一种标记方法是同位素标记法。为了 克服质谱技术中无法区别两个样品中同一蛋白的缺陷 Kodadek l0报道 Aebersold等应用了同位素标记 技术,这种标记技术类似于两种颜色的标记。同荧光标记技术一样,同位素标记技术也有很多缺陷而不 能很好地用于蛋白质芯片检测 在蛋白质芯片的检测研究中,一个主要的发展方向是设计一种不需要任何样品标记的检测方法。 靳刚将生物光学显微镜成像技术和集成化多元蛋白质芯片技术结合,设计了一种新型光学蛋白质芯 片。利用光学显微镜可直接检测蛋白质的相互作用。该方法样品用量少、无需标记、快速简便。然而它
他们首先在羰基硅烷化试剂处理的玻片上覆盖一层 !"#，再将多肽和小分子蛋白样品固定。这一方法 的成功之处在于：它引进了机器人和普通商品化玻片，还成功地解决了固体表面蛋白质的活性问题。但 是，由于该方法需提纯大量的蛋白质，因而利用该方法制备高通量的蛋白质芯片是困难的，而且，蛋白质 在载玻片上的稳定时间也是有限的［$%］ 。&’( 等［$)］制备了一种约含 *+, 酵母蛋白的蛋白质组微阵列， 先制备了一个含 -*++ 酵母可译框（./01）的高定性阵列（占全部的 2-, ），使用重组克隆技术将其克隆 进入一个酵母高复制表达载体，再应用诱导 3"4$ 启动子将酵母蛋白质表达在酵母上，蛋白质的氨基末 端用 3#567819: 固定。表达在酵母上的主要目的是使蛋白质正确的修饰和折叠。使用 2: 孔板可将来 自酵母谷胱氨酸6琼脂提取物的 $$-% 个样品提纯，随机取出 :+ 个样品进行免疫印迹分析，*+, 以上的 蛋白质可被检测。这项技术在一定程度上解决了蛋白质的提纯问题，然而对保持蛋白质的活性问题仍 未很好地解决。 !; " 蛋白质检测芯片的制备 理想蛋白质检测芯片应该含有大量、高亲和性的、专一的蛋白质检测试剂，每种试剂检测一种特定的 蛋白质。目前人们在蛋白质检测芯片中研究较多的是抗体芯片［$<］ 。7(=>? 等［$-］ 在一个 : @A B * @A 的模 板上用计算机印刷了 -+< 个点（$* B %*），用于指导膜上点样。他们用 % !4 的吸管人工点样，每个样点 +C %- !4。首先将辣根过氧化酶点在膜上作为检测向导，再将蛋白质、抗体、抗原点在膜上，最后，将膜浸入 感兴趣的蛋白质、抗体或抗原中，实现对蛋白质、抗体或抗原的高通量检测。他们还评价了不同膜制备蛋 白质芯片的优缺点。该方法快速、简便，且成本较低。它存在的主要问题有（：$）大量抗体不易得到（；%）用 增强化学发光法（DE4）检测灵敏度很高，但误差较大（；)）由于蛋白质相互作用的复杂性，用该法尚有一定 的局限性。为了寻找高专属性的蛋白质检测试剂，许多人正在制备灵敏度更高、交叉反应更少、且具有新 标记物的重组抗体和人工抗体［$:］ 。但是，抗体芯片一个固有的缺点在于它能够被分析样品中的蛋白酶所 破坏［$<］ 。从长远来看，人们很可能会合成一些其它的试剂或采用其它的方法用于蛋白质的检测。如：将 半导体纳米量子点用于高通量蛋白质的测定。由于半导体纳米量子点具有宽的激发光谱、窄的发射光谱 及很高的量子产率，且荧光漂白速率慢，在高通量生物分析中得到了人们广泛的关注。#(> 等［$F］ 首先将免 疫球蛋白（G?3）固定在玻璃芯片上，然后与抗体结合，再把芯片浸入抗原溶液中，最后将浸入连有的抗体溶 液，用激光共焦扫描荧光图象分析系统进行分析。该方法灵敏度很高，但是连接与抗体连接的半导体纳米 量子点稳定性不好。本研究组和庞代文研究组采用一种简单的方法直接将抗体和抗原等物质修饰在 EH#I J &># 核壳型半导体量子点上，方法简单，修饰后稳定性好。KL’> ［$*］ 制备了一种纳米电极阵列芯片，该 电极的空间分布、高度、宽度和电化学成分可以变化，使得蛋白质特性的电子接收器直接建立在具有该纳 米电极的芯片上而不用任何特殊的试剂或微粒。由于它们的尺寸很小，大量不同的接受器可以作为阵列 建立在一个芯片上。该芯片可以用来检测、表征和量化溶液中单个微粒如蛋白质及复杂的蛋白质混合物 等。该阵列操作简单，但在特异性、高通量方面有待改进。 $ 蛋白质芯片检测方法 目前蛋白质芯片主要有两种检测方法，一种为标记检测，另一种为非标记检测。 一些荧光试剂如 EM)、EM-、量子点等经常作为探针标记蛋白质，标记后用荧光显微镜直接观测或成 像。化学发光体系中辣根过氧化物酶、碱性磷酸酶及化学发光试剂异鲁米诺等也常用于蛋白质的标记。 这些方法一般灵敏度较高，主要缺点是操作复杂，标记后大大改变了蛋白质的表面特征，尤其是在改变 赖氨酸侧链正电荷时，可能在很大程度上导致蛋白质的变性。另一种标记方法是同位素标记法。为了 克服质谱技术中无法区别两个样品中同一蛋白的缺陷，NLH=HIO ［$+］ 报道 "IPIQ1LH 等应用了同位素标记 技术，这种标记技术类似于两种颜色的标记。同荧光标记技术一样，同位素标记技术也有很多缺陷而不 能很好地用于蛋白质芯片检测。 在蛋白质芯片的检测研究中，一个主要的发展方向是设计一种不需要任何样品标记的检测方法。 靳刚［$2］ 将生物光学显微镜成像技术和集成化多元蛋白质芯片技术结合，设计了一种新型光学蛋白质芯 片。利用光学显微镜可直接检测蛋白质的相互作用。该方法样品用量少、无需标记、快速简便。然而它 第 % 期 梁建功等：蛋白质芯片及其分析应用新进展 %<-
分析化学 第32卷 用于蛋白质定性、定量分析时,难以消除一些蛋白的非特异性结合。Cahi等设计了一种微量蛋白质 检测仪(MPs),该仪器利用二维凝胶电泳碎片离子数据和基质辅助激光解析离子化飞行时间质谱 ( MALDI-TOF-MS)记录的检测结果进行比较分析,从而确定蛋白质芯片上的未知物。这项技术正在研 究之中。表面等离子体共振(SPR)2,2也是一种很有发展前景的非标记蛋白质芯片检测技术。当 束平面单色偏振光在一定的角度范围内照射到镀在玻璃表面的金属银或金的薄膜上发生全反射时,如 果入射光的波向量与金属膜内表面电子(称为等离子体)的振荡频率相匹配时,将引起电子共振,即表 面等离子体共振。入射光的能量导致金属膜表面电子发生共振,电子吸收光子能量使被反射光的强度 达到最小,这种最小化发生时的入射光角度称为SPR角。芯片上物质质量发生改变时,SPR角会发生 变化,从而记录金属芯片表面化合物的质量改变。这是一种十分灵敏的技术。目前SPR应用于蛋白质 芯片上的困难是:不能在很短时间内测量成千上万的蛋白质斑点,而且,这一技术还需要建立蛋白质定 量的尺度。当这些问题解决之后,SPR将是一项极有发展前途的蛋白质芯片检测技术。 5蛋白质芯片的应用 5.1用于蛋白质功能研究 MacBeath和 Schreiber用蛋白质芯片来研究蛋白质-蛋白质、蛋白质小分子以及酶底物之间的相 互作用,并且讨论了这种方法的可行性。Zhu等[3用酵母蛋白质芯片对酵母蛋白质的活性进行全分 析,发现了新的钙调蛋白结合蛋白和磷脂结合蛋白,同时发现了许多钙调蛋白结合蛋白共同存在一个潜 在的键合域。他们还应用该蛋白质芯片观察了蛋白与药物之间的相互作用,并测定了后转录修饰。和 酵母双杂交技术相比,蛋白质芯片克服了它的许多局限性,它将成为研究蛋白质功能的有力工具 5.2用于高通量蛋白质检测和医疗诊断 huang用增强化学发光法(ECL)进行了多种抗体的直接测定,该法检测牛、老鼠等免疫球蛋白 (lgG)抗体时,灵敏度在5-50Pg/mL范围内。Gay报道31Blo制备了一种含有60个CD抗体的微 阵列,可用它来区分常规的白血病和非常规的白血病,并提供了一种新的疾病标记物和抗原的发现方 法。在病人的治疗过程中,该法可测定很少量的残留病毒。 Ciphergen Biosystem公司的研究小组应 用蛋白质芯片研究了健康个体和不同发病阶段癌症病人的血清样品,仅仅3d时间,他们就发现了前列 腺癌6种潜在的标记物,而常规的方法则需要几个月到几年的时间。据 Senior报道Brow等对选择 来自肿瘤不同阶段200多个激光俘获微分析(LCM)衍生的上皮性卵巢癌细胞进行研究,应用表面增强 激光解析离子化(SEIDⅠ)疏水性蛋白质芯片进行分析,结果发现上皮卵巢癌3个阶段5~8个不同细胞 重量的多肽现象指纹。 Boyle等[21使用SELD蛋白质芯片系统分析了链球菌生脓微生物分泌的链球菌 外毒素B(SpeB)。他们将SELD- TOF-MS与 Cipherge Biosystem公司的蛋白质读数体系相结合,鉴定了 Mr~41000的SpeB蛋白质的酶原形式及Mr~28500的SpeB全活性酶,并观察到speB表达特征。在 speB酶原形式自动活化的动力学研究中,他们发现了全活性酶积聚之前相继产生的4种SpeB中间体。 6前景与展望 由于蛋白质芯片在蛋白质功能研究、蛋白质测定及医疗诊断等方面有着广阔的应用前景和商业发 展前景,很多企业都投入了大量的资金进行研究,并取得了很大的进展。据 Biolnsights公司预测2,到 2005年,蛋白质芯片在全世界的市场销售额将达5亿美元。目前蛋白质芯片仍然存在着较多的问题 从蛋白质的制备角度来看,防止蛋白质变性仍然是一个有待解决的问题;从蛋白质的检测角度来看,寻 找灵敏度高、快速简便的检测方法是目前的一个发展趋势。将多元光学编码技术用于蛋白质芯片的研 究,可简化蛋白质芯片的制备,降低其成本,同时提高其分析性能。随着微加工技术纳米技术m和其 它技术的发展,蛋白质芯片存在的问题将逐步得到解决。有理由相信,在不远的将来,一批新型、廉价、 实用的蛋白质芯片将走向市场,进一步显示蛋白质芯片巨大的优越性
用于蛋白质定性、定量分析时，难以消除一些蛋白的非特异性结合。!"#$%% 等［&’］ 设计了一种微量蛋白质 检测仪（()*+），该仪器利用二维凝胶电泳碎片离子数据和基质辅助激光解析离子化飞行时间质谱 （(,-.*/012/(3）记录的检测结果进行比较分析，从而确定蛋白质芯片上的未知物。这项技术正在研 究之中。表面等离子体共振（3)4）［&5，&&］也是一种很有发展前景的非标记蛋白质芯片检测技术。当一 束平面单色偏振光在一定的角度范围内照射到镀在玻璃表面的金属银或金的薄膜上发生全反射时，如 果入射光的波向量与金属膜内表面电子（称为等离子体）的振荡频率相匹配时，将引起电子共振，即表 面等离子体共振。入射光的能量导致金属膜表面电子发生共振，电子吸收光子能量使被反射光的强度 达到最小，这种最小化发生时的入射光角度称为 3)4 角。芯片上物质质量发生改变时，3)4 角会发生 变化，从而记录金属芯片表面化合物的质量改变。这是一种十分灵敏的技术。目前 3)4 应用于蛋白质 芯片上的困难是：不能在很短时间内测量成千上万的蛋白质斑点，而且，这一技术还需要建立蛋白质定 量的尺度。当这些问题解决之后，3)4 将是一项极有发展前途的蛋白质芯片检测技术。 ! 蛋白质芯片的应用 !6 # 用于蛋白质功能研究 ("789":# 和 37#;9$<9; ［55］ 用蛋白质芯片来研究蛋白质/蛋白质、蛋白质/小分子以及酶/底物之间的相 互作用，并且讨论了这种方法的可行性。=#> 等［5?］用酵母蛋白质芯片对酵母蛋白质的活性进行全分 析，发现了新的钙调蛋白结合蛋白和磷脂结合蛋白，同时发现了许多钙调蛋白结合蛋白共同存在一个潜 在的键合域。他们还应用该蛋白质芯片观察了蛋白与药物之间的相互作用，并测定了后转录修饰。和 酵母双杂交技术相比，蛋白质芯片克服了它的许多局限性，它将成为研究蛋白质功能的有力工具。 !6 $ 用于高通量蛋白质检测和医疗诊断 @>"AB ［5C］ 用增强化学发光法（D!-）进行了多种抗体的直接测定，该法检测牛、老鼠等免疫球蛋白 （*BE）抗体时，灵敏度在 C F C’ GB H I- 范围内。E;"J 报道［&?］ 8%9%KL 制备了一种含有 M’ 个 !. 抗体的微 阵列，可用它来区分常规的白血病和非常规的白血病，并提供了一种新的疾病标记物和抗原的发现方 法。在病人的治疗过程中，该法可测定很少量的残留病毒。!$G#9;B9A 8$K+J+:9I 公司的研究小组［&N］应 用蛋白质芯片研究了健康个体和不同发病阶段癌症病人的血清样品，仅仅 ? O 时间，他们就发现了前列 腺癌 M 种潜在的标记物，而常规的方法则需要几个月到几年的时间。据 39A$K; 报道［&N］8;KPA 等对选择 来自肿瘤不同阶段 &’’ 多个激光俘获微分析（-!(）衍生的上皮性卵巢癌细胞进行研究，应用表面增强 激光解析离子化（3D-.*）疏水性蛋白质芯片进行分析，结果发现上皮卵巢癌 ? 个阶段 C F Q 个不同细胞 重量的多肽现象指纹。8KJ%9 等［&C］ 使用 3D-.* 蛋白质芯片系统分析了链球菌生脓微生物分泌的链球菌 外毒素 8（3G98）。他们将 3D-.*/012/(3 与 !$G#9;B9 8$K+J+:9I 公司的蛋白质读数体系相结合，鉴定了 (; F N5’’’ 的 3G98 蛋白质的酶原形式及 (; F &QC’’ 的 3G98 全活性酶，并观察到 3G98 表达特征。在 3G98 酶原形式自动活化的动力学研究中，他们发现了全活性酶积聚之前相继产生的 N 种 3G98 中间体。 % 前景与展望 由于蛋白质芯片在蛋白质功能研究、蛋白质测定及医疗诊断等方面有着广阔的应用前景和商业发 展前景，很多企业都投入了大量的资金进行研究，并取得了很大的进展。据 8$K*A+$B#:+ 公司预测［&M］ ，到 &’’C 年，蛋白质芯片在全世界的市场销售额将达 C 亿美元。目前蛋白质芯片仍然存在着较多的问题， 从蛋白质的制备角度来看，防止蛋白质变性仍然是一个有待解决的问题；从蛋白质的检测角度来看，寻 找灵敏度高、快速简便的检测方法是目前的一个发展趋势。将多元光学编码技术用于蛋白质芯片的研 究，可简化蛋白质芯片的制备，降低其成本，同时提高其分析性能。随着微加工技术、纳米技术［&R］和其 它技术的发展，蛋白质芯片存在的问题将逐步得到解决。有理由相信，在不远的将来，一批新型、廉价、 实用的蛋白质芯片将走向市场，进一步显示蛋白质芯片巨大的优越性。 &NM 分 析 化 学 第 ?& 卷
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