生物芯片技術(shù)是20世紀(jì)90年代初伴隨著人類(lèi)基因組計(jì)劃的實(shí)施而產(chǎn)生的一門(mén)新技術(shù),,已成為高效,、大規(guī)模獲取相關(guān)信息的重要手段,。它主要通過(guò)微加工技術(shù)和微電子技術(shù),將成千上萬(wàn)與生命相關(guān)的信息集成在一塊厘米見(jiàn)方的硅,、玻璃,、塑料等材料制成的芯片上,以達(dá)到對(duì)基因,、配體,、細(xì)胞、蛋白質(zhì),、抗原以及其他生物組分準(zhǔn)確,、快速地分析和檢測(cè)。目前,,生物芯片技術(shù)被廣泛研究應(yīng)用于基因序列分析,、疾病診斷、藥物研究,、微生物檢測(cè),、農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)、食品,、環(huán)境保護(hù)和檢測(cè)等領(lǐng)域,,現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹其在藥物分析中的應(yīng)用。
生物芯片在藥物分析中的應(yīng)用主要是指采用毛細(xì)管電泳芯片/質(zhì)譜系統(tǒng)對(duì)化合物庫(kù),、血樣和尿樣中的藥物進(jìn)行分析鑒定,,具有快速(30S)、準(zhǔn)確,、微量等優(yōu)點(diǎn),。毛細(xì)管電泳芯片/質(zhì)譜系統(tǒng)是指將毛細(xì)管電泳芯片和質(zhì)譜聯(lián)用的一套裝置。毛細(xì)管電泳芯片進(jìn)行樣品的分離,,而與芯片聯(lián)用的質(zhì)譜則有選擇性的對(duì)分離成分進(jìn)行檢測(cè),。美國(guó)康奈爾大學(xué)的wachs等發(fā)明了一種微型化的離子噴霧裝置。這種裝置適合于與基因芯片的分離裝置,、多孔板或帶有待測(cè)樣品殘?jiān)谋砻媛?lián)用,。這種裝置有兩種版本,一種稱(chēng)為微型噴霧器,,主要與毛細(xì)管電泳芯片聯(lián)用,;另一種稱(chēng)為小型噴霧器,,它帶有伸長(zhǎng)的吸樣毛細(xì)管,可以插入多孔板孔的底部,,所以適合與多孔板聯(lián)用,。這種裝置可以幫助人們對(duì)芯片分離所得樣品或多孔板中樣品進(jìn)行質(zhì)譜檢測(cè)。來(lái)自康奈爾大學(xué)同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的Deng等將玻璃制成的毛細(xì)管電泳芯片與他們自己設(shè)計(jì)的微型離子噴霧裝置連接,,使用PE公司的質(zhì)譜系統(tǒng)做檢測(cè),,對(duì)多種藥物的標(biāo)準(zhǔn)品和血漿樣品進(jìn)行了分析檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,,使用毛細(xì)管電泳芯片/質(zhì)譜系統(tǒng)對(duì)小分子化合物進(jìn)行快速(30s)檢測(cè)是可行的,。這套裝置可以用來(lái)對(duì)合成的化合物庫(kù)和人血漿中重要成分進(jìn)行分析檢測(cè)。Ramseier等用芯片毛細(xì)管電泳和硅膠毛細(xì)管電泳檢測(cè)尿中苯丙胺及其類(lèi)似物,,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示芯片毛細(xì)管電泳的方法具有更快的分離速度和更高的分離效率,。Chiem等則用毛細(xì)管電泳芯片檢測(cè)了血清中的茶堿。
生物芯片在中藥鑒定中的應(yīng)用主要是對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行基因測(cè)序,。因?yàn)槿魏我粋€(gè)生物個(gè)體,,不受發(fā)育階段影響,其不同組織器官部位以至細(xì)胞都具備相同的遺傳信息,,不同生物的遺傳信息是不相同的,。因此,利用生物芯片可以準(zhǔn)確無(wú)誤的確定中藥的來(lái)源,。已有學(xué)者開(kāi)始對(duì)地道與非地道藥材如貝母,、金銀花等的DNA序列進(jìn)行研究,分離特異核苷酸序列作為探針并制備DNA芯片,,進(jìn)行鑒定,。在同一時(shí)間內(nèi)能分析大量基因,所以可用于尋找新的有效化學(xué)成分,、提高藥物鑒定能力和效率,,還可用于中藥復(fù)方組成的鑒定。采用基因芯片技術(shù)鑒定中藥的過(guò)程是:①應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)找出待鑒定中藥的特點(diǎn)寡核苷酸序列,。(以此寡核苷酸序列作為探針裝配到芯片上,。(檢測(cè)樣品的準(zhǔn)備(DNA提取、擴(kuò)增和熒光標(biāo)記)@檢測(cè)樣品與芯片上探針進(jìn)行雜交:熒光檢測(cè)及結(jié)果分析,。
用生物芯片技術(shù)還能對(duì)中藥的有效成分進(jìn)行鑒定,,分子生物學(xué)認(rèn)為中藥有效成分含量受產(chǎn)地、氣候,、環(huán)境的影響是通過(guò)基因表達(dá)起作用的,基因表達(dá)的變化與中藥特定階段成份特征根本相關(guān),。因此收集標(biāo)準(zhǔn)中藥材,、提取DNA,、建立CDNA文庫(kù),克隆各基因片段,、組成DNA微陣列基因芯片,,用芯片與標(biāo)準(zhǔn)藥材RNA雜交,其結(jié)果可結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)建立生藥標(biāo)準(zhǔn)品數(shù)據(jù)庫(kù),。用于快速篩選高品質(zhì)藥材,,井建立生藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。同理,,此類(lèi)基因芯片可以遴選出有效成份組成相近的某稀有或?yàn)l危物種的替代者,,開(kāi)發(fā)新藥資源。這是開(kāi)發(fā)中草藥使之更為科學(xué)化,,打開(kāi)國(guó)際市場(chǎng)的優(yōu)選方法,。