液相芯片，也稱為微球體懸浮芯片（suspension array，liquid chip），是基于xMAP（flexible Multi?Analyte Profiling）技術(shù)的新型生物芯片技術(shù)平臺，它是在不同熒光編碼的微球上進(jìn)行抗原?抗體、酶?底物、配體?受體的結(jié)合反應(yīng)及核酸雜交反應(yīng)，通過紅、綠兩束激光分別檢測微球編碼和報(bào)告熒光來達(dá)到定性和定量的目的，一個反應(yīng)孔內(nèi)可以完成多達(dá)100種不同的生物學(xué)反應(yīng)，是繼基因芯片、蛋白芯片之后的新一代高通量分子檢測技術(shù)平臺。迄今為止十年時(shí)間，全球已有數(shù)百套基于xMAP技術(shù)的檢測平臺用于免疫學(xué)、蛋白質(zhì)、核酸檢測、基因研究等領(lǐng)域，該技術(shù)已成為一種新的蛋白質(zhì)組學(xué)和基因組學(xué)研究工具，也是最早通過美國食品與藥物管理局（FDA）認(rèn)證的可用于臨床診斷的生物芯片技術(shù)。
1 液相芯片技術(shù)的原理
液相芯片體系由許多大小均一的圓形微球（直徑5.5～5.6 μm）為主要基質(zhì)構(gòu)成，每種微球上固定有不同的探針分子，將這些微球懸浮于一個液相體系中，就構(gòu)成了一個液相芯片系統(tǒng)，利用這個系統(tǒng)可以對同一個樣品中的多種不同分子同時(shí)進(jìn)行檢測，這種被稱之為xMAP的檢測技術(shù)是1997年由美國Luminex公司開發(fā)出來的。
在液相系統(tǒng)中，為了區(qū)分不同的探針，每一種固定有探針的微球都有一個獨(dú)特的色彩編號，或稱熒光編碼。在微球制造過程中摻入了紅色和橙色兩種熒光染料（這兩種染料各有10種不同區(qū)分），從而把微球分為100種不同的顏色，形成一個具有獨(dú)特光譜地址的含有100種不同微球的陣列。不同顏色微球在分類激光激發(fā)下產(chǎn)生的熒光互不相同，這種分類熒光是識別不同微球的唯一途徑。利用這100種微球，可以分別標(biāo)記上100種不同的探針分子。
檢測時(shí)先后加入樣品和報(bào)告分子與標(biāo)記微球反應(yīng)，樣品中的目的分子（待檢測的抗原或抗體、生物素標(biāo)記的靶核酸片段、酶等）能夠與探針和報(bào)告分子特異性結(jié)合，使交聯(lián)探針的微球攜帶上報(bào)告分子藻紅蛋白，隨后利用儀器（如Luminex 100）對微球進(jìn)行檢測和結(jié)果分析。Luminex 100采用微流技術(shù)使微球快速單列通過檢測通道，并使用紅色和綠色兩種激光分別對單個微球上的分類熒光和報(bào)告分子上的報(bào)告熒光進(jìn)行檢測。紅色激光可將微球分類，從而鑒定各個不同的反應(yīng)類型（即定性）；綠色激光可確定微球上結(jié)合的報(bào)告熒光分子的數(shù)量，從而確定微球上結(jié)合的目的分子的數(shù)量（即定量）。因此，通過紅綠雙色激光的同時(shí)檢測，完成對反應(yīng)的實(shí)時(shí)、定性和定量分析。
2 液相芯片技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
液相芯片技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)在于：僅需少量樣本即可同時(shí)定性、定量檢測同一樣本中的多種不同目的分子，即多重檢測（multiplexing）。具體說來，與常規(guī)免疫學(xué)或核酸檢測方法相比，液相芯片技術(shù)具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)。
2.1 高通量
可對同一樣本中的多種不同目的分子同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)、定性、定量分析。從理論上說，如果不存在交叉反應(yīng)，檢測的通量等于微球的種類數(shù)，目前最多可達(dá)到100種。這遠(yuǎn)勝過一次只能檢測一個項(xiàng)目的傳統(tǒng)免疫分析法。
2.2 樣本用量少
由于在同一個反應(yīng)孔中可以同時(shí)完成100種不同的生物學(xué)反應(yīng)，所以大大節(jié)省了樣本用量，少至1μl的樣本即可檢測，非常適合分析小體積稀有樣品。
2.3 操作簡單、快速
由于是基于液相反應(yīng)動力學(xué)，因此反應(yīng)速度快，孵育時(shí)間比傳統(tǒng)的固相檢測短。進(jìn)行免疫學(xué)分析時(shí)，若使用高親和力抗體，2～3 h內(nèi)即完成檢測，而核酸雜交分析在PCR擴(kuò)增后1 h內(nèi)可得到結(jié)果。
2.4 靈敏度高
微球表面積大，每個微球上可包被100 000個捕獲抗體，如此高密度的捕獲抗體保證了能夠最大程度地與樣本中的抗原分子結(jié)合，提高檢測靈敏度。最低檢測濃度可達(dá)到0.1 pg/ml.
2.5 檢測范圍廣
可達(dá)3～5個數(shù)量級（如Bio?Rad公司細(xì)胞因子檢測試劑盒的檢測范圍達(dá)到0.2～32 000 pg/ml，樣品無需濃縮或稀釋。
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2.6 特異性強(qiáng)
無需洗滌就能夠自行將和微球結(jié)合的與未結(jié)合的分子區(qū)分開來，只讀取單個微球上的熒光信號，信噪比好。
2.7 準(zhǔn)確性高
微球上的報(bào)告分子熒光強(qiáng)度與結(jié)合的待測分子成正比。由于液相芯片技術(shù)的檢測范圍大，因此不需要象ELISA檢測中那樣需將樣本多倍稀釋，從而減小了誤差。
2.8 重復(fù)性好
這是由于：第一，與ELISA依靠酶放大作用的比色讀數(shù)相比，液相芯片技術(shù)中的熒光讀值更加直接、穩(wěn)定、靈敏；第二，每種微球檢測100個，最終取熒光強(qiáng)度的中值作為結(jié)果，這相當(dāng)于對每個樣本重復(fù)檢測了100次，而ELISA僅為雙復(fù)孔或三復(fù)孔，因此液相芯片檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和重復(fù)性是ELISA無法比擬的。
2.9 費(fèi)用低
同時(shí)檢測一個樣本中的多項(xiàng)指標(biāo)可節(jié)約時(shí)間、樣本、試劑、耗材和勞動（比ELISA法低10～100倍），降低檢測成本，同時(shí)還提高了分析效率，僅需少量樣本即可獲得大量信息。目前同時(shí)檢測10項(xiàng)細(xì)胞因子的液相芯片試劑的費(fèi)用大約為＄1300/96孔（＄130/項(xiàng)/96孔），這比檢測單項(xiàng)指標(biāo)的ELISA試劑的成本（＄500/項(xiàng)/96孔）低得多，而且還可隨檢測指標(biāo)的增加而進(jìn)一步降低費(fèi)用。
2.10 靈活
適用于各種蛋白質(zhì)和核酸的分析。商品化試劑盒的使用者只需增減探針交聯(lián)微球和標(biāo)記分子即可滿足不同檢測項(xiàng)目的需要。
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3 液相芯片技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展
液相芯片是繼平面芯片之后的一種新型芯片技術(shù)，是一種非常靈活的多元分析平臺，在核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的大規(guī)模分析中具有巨大的應(yīng)用潛力，可用于免疫分析、核酸研究、酶學(xué)分析、受體?配體識別分析等眾多領(lǐng)域的研究，蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)相互作用、蛋白質(zhì)?核酸相互作用分析等都可以在同一個平臺上實(shí)現(xiàn)。鑒于液相芯片技術(shù)在高通量定性和定量檢測上令人矚目的優(yōu)勢，目前它在基因組學(xué)研究、蛋白質(zhì)組學(xué)研究、藥物開發(fā)、基礎(chǔ)研究和臨床診斷等方面的應(yīng)用十分廣泛，近幾年來以此為平臺的產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用十分活躍，研究者既可以根據(jù)研究需要自行制備探針交聯(lián)微球，建立反應(yīng)體系，也可使用種類繁多的商品化試劑盒進(jìn)行分析。大體說來，液相芯片技術(shù)的應(yīng)用包括兩大部分：液相蛋白芯片和液相基因芯片，前者主要是基于抗原?抗體反應(yīng)，而后者實(shí)質(zhì)為核酸雜交?，F(xiàn)將液相芯片技術(shù)在檢測細(xì)胞因子、病原微生物、基因突變以及HLA、基因表達(dá)分析、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑研究等方面的應(yīng)用綜述如下：
3.1 定量檢測細(xì)胞因子
細(xì)胞因子參與多種免疫機(jī)能，某些細(xì)胞因子具有相同功能，并且調(diào)節(jié)其它細(xì)胞因子的合成和分泌，因此同時(shí)檢測多種細(xì)胞因子有利于全面判斷機(jī)體免疫功能、了解分子水平的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制，在疾病的診斷、病程觀察、療效判斷及細(xì)胞因子治療監(jiān)測方面有重要意義，還可用于研究發(fā)病機(jī)制、藥物作用機(jī)理和藥物臨床試驗(yàn)。
目前最常用于檢測體液和細(xì)胞培養(yǎng)上清中細(xì)胞因子的方法有ELISA、TRFIA等，這些方法靈敏度、特異性和準(zhǔn)確性都較好，但是也存在一些局限：每次僅能檢測一種細(xì)胞因子，如果需要同時(shí)分析多種細(xì)胞因子，則檢測費(fèi)用較為昂貴并且費(fèi)時(shí)，完成檢測所需的樣本量較大，非常浪費(fèi)，對于一些量少的樣本（如鼠血清、兒童患者標(biāo)本）就比較困難。能夠同時(shí)檢測數(shù)種細(xì)胞因子的方法有RT?PCR、Northern Blot等，但它們均不能準(zhǔn)確定量分泌性細(xì)胞因子，而且每次檢測的細(xì)胞因子數(shù)目有限。
用傳統(tǒng)方法檢測多種細(xì)胞因子時(shí)，要求的樣品量多，費(fèi)用高，ELISA的檢測范圍僅1～2個數(shù)量級，而液相芯片可同時(shí)檢測同一樣品中的多種分子，而且具有特異、快速、靈活、重復(fù)性好的特點(diǎn)，其檢測范圍為3～4個數(shù)量級，檢測靈敏度也遠(yuǎn)勝于ELISA，其優(yōu)勢是顯而易見的。因此定量檢測細(xì)胞因子成為目前液相芯片技術(shù)應(yīng)用最為活躍和廣泛的領(lǐng)域之一，尤其是2004年以來，隨著市場上越來越多的商品化試劑盒的涌現(xiàn)，液相芯片技術(shù)檢測細(xì)胞因子的文獻(xiàn)報(bào)道數(shù)量迅猛增加，大有取代常規(guī)ELISA方法之勢。
de Jager［1］自行制備抗體交聯(lián)微球，同時(shí)檢測了人血漿和關(guān)節(jié)滑液中的30種細(xì)胞因子、趨化因子和粘附分子，其檢測靈敏度為1.0～26.4 pg/ml，檢測范圍達(dá)4個對數(shù)值；檢測添加上述分子正常人血漿的回收率為83%～119％，平均批內(nèi)變異系數(shù)為8.1％，平均批間變異系數(shù)為11.4％；液相芯片與ELISA法檢測結(jié)果的相關(guān)系數(shù)R2為0.88～0.99。
國外多家公司已推出了商品化的細(xì)胞因子液相芯片檢測試劑盒，比如R&D 公司的Flurokine MAP系列、Linco Research公司的LINCOplex 試劑盒、BioSource公司的Antibody Bead Kit、Bio?Rad公司的Bio?Plex系列等，可用于來自人、小鼠、大鼠的樣品，既有一次檢測單種細(xì)胞因子的試劑盒，也有預(yù)先混合多種細(xì)胞因子抗體交聯(lián)微球而一次檢測多個指標(biāo)者，研究者還可根據(jù)自身需要自行選購某幾種交聯(lián)微球。這些試劑盒在檢測靈敏性、準(zhǔn)確性、可靠性等方面都具有很好的性能，如Bio?Rad公司的Bio?Plex細(xì)胞因子檢測試劑盒，其靈敏度可達(dá)2～4 pg/ml，最高檢測濃度可達(dá)16 000～32 000 pg/ml，線性檢測范圍為3～5個數(shù)量級，批內(nèi)和批間變異系數(shù)小于10％。不過這些試劑盒均未獲得FDA用于體外診斷的批準(zhǔn)，僅限于實(shí)驗(yàn)研究用途。如Funding［2］ 用Bio?Rad公司的Bio?Plex試劑盒同時(shí)定量測定角膜移植排斥患者房水中的17種細(xì)胞因子，發(fā)現(xiàn)這些患者的細(xì)胞因子水平顯著增高。Szodoray［3］用Biosource公司的試劑盒檢測了9名原發(fā)性Sjogren綜合征患者血漿中可能與細(xì)胞死亡有關(guān)的25種細(xì)胞因子水平，發(fā)現(xiàn)某些細(xì)胞因子水平在患者與健康人之間差異顯著，作者認(rèn)為能同時(shí)檢測多種細(xì)胞因子的液相芯片技術(shù)可成功用于診斷Sjogren綜合征及個性化抗細(xì)胞因子治療。
與傳統(tǒng)ELISA方法相比，液相芯片除了能同時(shí)檢測細(xì)胞培養(yǎng)上清、血清、血漿、全血、組織勻漿液、淚液、腦脊液甚至新生兒干血斑等標(biāo)本中的多種細(xì)胞因子，一次檢測即可確定Th1/Th2特異性免疫應(yīng)答，能為了解免疫應(yīng)答中的細(xì)胞因子分泌情況提供更為全面的信息外，還至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：①比ELISA靈敏度更高，標(biāo)準(zhǔn)曲線在更低的濃度仍能保持線性：這是因?yàn)橐合嘈酒cELISA依靠酶放大作用的間接檢測相比，熒光讀值更直接、穩(wěn)定、靈敏；此外，液相芯片檢測中洗滌更徹底，微球表面積小，減少了非特異性結(jié)合；而且交聯(lián)抗體是共價(jià)結(jié)合于微球上，這不同于ELISA依靠疏水作用通過物理吸附與固相載體結(jié)合。②比ELISA更準(zhǔn)確：液相芯片最后報(bào)告的熒光值為100個微球熒光檢測結(jié)果的中值，相當(dāng)于重復(fù)進(jìn)行了100次檢測。③更經(jīng)濟(jì)：一次可對10～20余種細(xì)胞因子進(jìn)行定量分析，檢測單種細(xì)胞因子的試劑用量顯著降低，樣本需要量少（最多僅需100 μl），而ELISA檢測同樣數(shù)目的細(xì)胞因子需要數(shù)毫升樣本。據(jù)估算，同時(shí)檢測8種人細(xì)胞因子的費(fèi)用僅為ELISA的1/17，樣品用量僅為后者的1/20，因此大大節(jié)省了人力、時(shí)間和費(fèi)用。
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3.2 檢測SNP
單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP) 是指在基因組水平上由于單個核苷酸改變所引起的DNA序列多態(tài)性。它是人類可遺傳的變異中最常見的一種，占所有已知遺傳多態(tài)性的90%以上。SNP在人類基因組中廣泛存在，平均每500～1 000個堿基對中就有1個，估計(jì)其總數(shù)可達(dá)300萬個甚至更多。隨著人類基因組計(jì)劃的完成，基因組多態(tài)性研究，尤其是SNP檢測，已經(jīng)成為一個重要的研究熱點(diǎn)。
利用液相芯片技術(shù)進(jìn)行SNP分析的研究報(bào)道已有很多，在此平臺上可應(yīng)用多種不同的SNP基因型分析方法，如單堿基鏈延伸法（single base chain extension，SBCE）、等位基因特異性引物延伸法(allele?specific primer extension，ASPE)、寡核苷酸連接法、直接雜交法、競爭雜交法等。
采用液相芯片技術(shù)進(jìn)行SNP分析，96孔板上每孔可檢測50種SNP，儀器分析96個孔的數(shù)據(jù)只需1小時(shí)，這樣每臺儀器每天（8h）可完成30 000個以上基因型的檢測，每個SNP的平均檢測費(fèi)用據(jù)估算不到＄0.20（不包含PCR費(fèi)用），并且主要取決于SNP數(shù)目、聯(lián)檢項(xiàng)目數(shù)量、標(biāo)本數(shù)量、人力和試劑費(fèi)用等因素。因此，用液相芯片進(jìn)行SNP分析比DNA測序或者基因芯片操作簡便、快速、高效、準(zhǔn)確、重復(fù)性好、通量高、費(fèi)用低，而且單管反應(yīng)即可檢測多種SNP，在研究SNP與疾?。ㄐ难芗膊 ⒎逝?、腫瘤等）發(fā)生、法醫(yī)鑒定等方面具有顯著的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。Nishihama［4］ 為評價(jià)有或無冠心病常見危險(xiǎn)因素（高血壓、高血脂、糖尿?。┱呋蚨鄳B(tài)性與心肌梗塞之間的關(guān)聯(lián)，采用液相芯片法（PCR與序列特異性寡核苷酸探針雜交）確定了3 483人（1 192名心肌梗塞患者、2 291名對照）137個候選基因的164種多態(tài)性的基因型，發(fā)現(xiàn)9種不同的多態(tài)性與心肌梗塞顯著相關(guān)（P
目前也已推出用于SNP檢測的液相芯片試劑盒，如Tm Bioscience公司有用于臨床同時(shí)檢測因子V Leiden突變（G1691A）、凝血酶原（G 20 210 A）、MTHFR C677T和MTHFR A1 298 C突變、檢測導(dǎo)致囊性纖維化的CFTR基因突變的遺傳性疾病檢測試劑盒（囊性纖維化檢測試劑盒是被FDA批準(zhǔn)的首個人類疾病多重基因分型體外診斷試劑），很適合用于高通量臨床基因分型。Marligen Biosciences公司的Y?SNP鑒定系統(tǒng)和線粒體DNA篩選系統(tǒng)可分別檢測人Y染色體上的96種SNP和人線粒體DNA超變區(qū)的30種SNP。
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3.3 檢測病原體和診斷感染性疾病
應(yīng)用液相芯片技術(shù)不僅可用免疫學(xué)方法檢測機(jī)體感染病原體（包括病毒、細(xì)菌、真菌、寄生蟲等）后產(chǎn)生的血清抗體，或直接檢測病原體抗原，也可在基因水平上檢測病原體的核酸，其用途十分廣泛，如血清學(xué)診斷、病原體分型、疫苗效力評價(jià)、食品安全、環(huán)境監(jiān)測、生物反恐等。這方面的研究報(bào)道很多，一般都將液相芯片和傳統(tǒng)的金標(biāo)準(zhǔn)ELISA法進(jìn)行檢測結(jié)果比較。
3.3.1 血清學(xué)診斷 檢測抗病原體特異性抗體時(shí)一般采用間接法，即將病原體抗原（蛋白或多糖）交聯(lián)在微球上，與樣品中的相應(yīng)抗體結(jié)合后，加入藻紅蛋白標(biāo)記的抗人IgG或IgM.
Lukacs［5］ 制備了抗原交聯(lián)微球，不需洗滌步驟即可同時(shí)檢測新生兒干血斑標(biāo)本中的乙肝表面抗原、HIV?1 p24、gp41抗體和丙型肝炎病毒NS3、NS4、核心抗原的抗體。Martins［6］在微球上交聯(lián)A組鏈球菌的9種不同抗原（包括2種非特異性細(xì)胞外抗原、3種特異性抗原和4種與急性風(fēng)濕熱有關(guān)的組織抗原），定量分析患者感染A組鏈球菌后血清中的抗體反應(yīng)。該方法僅需5 μl血清，90 min即完成分析，對鏈球菌溶血素O（SLO）、DNase?B的測定結(jié)果與傳統(tǒng)方法100％相符，而且特異、靈敏，可檢測濃度1 ng/ml以下的抗體。Kuller［7］直接在微球上交聯(lián)全病毒抗原，用液相芯片技術(shù)檢測恒河猴血漿中的抗病毒IgG抗體，以篩選未感染猴D型逆轉(zhuǎn)錄病毒、猴T淋巴細(xì)胞趨向性病毒、猴皰疹病毒1型、猴免疫缺陷病毒的SPF動物，并與ELISA比較檢測靈敏性、特異性、交叉反應(yīng)性和通量。結(jié)果表明，這兩種方法的檢測結(jié)果高度相關(guān)（相關(guān)系數(shù) r 為0.98～0.99），液相芯片靈敏度更高，卻又不影響其特異性（達(dá)100％），不產(chǎn)生交叉反應(yīng)，而且由于該方法的假陽性率低，因而可減少需用Western確證的血清樣品數(shù)量。在時(shí)間方面，用液相芯片同時(shí)檢測樣品中抗4種病毒抗體所需的時(shí)間與ELISA檢測抗單種病毒抗體所需時(shí)間相等。因此液相芯片在靈敏度、穩(wěn)定性、通量等檢測性能方面較ELISA更勝一籌。此外還有用液相芯片技術(shù)檢測鼠疫桿菌、炭疽桿菌、EB病毒、西尼羅河病毒、流感病毒、腺病毒、呼吸道合胞病毒、弓形體、小隱孢子蟲等病原體特異性抗體的報(bào)道。
3.3.2 病原體的檢測和分型 人乳頭瘤病毒（HPV）可導(dǎo)致宮頸癌，宮頸癌是婦女的第二大腫瘤，每年死亡人數(shù)近250 000人。HPV感染后患宮頸癌的危險(xiǎn)性與病毒型別有關(guān)。Schmitt［8］采用液相芯片技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在一個反應(yīng)中同時(shí)對22種高危型和低危型生殖道HPV的基因分型，它是通過PCR以及與交聯(lián)在微球上的型特異性探針雜交而完成。其批間變異系數(shù)
Straub［11］先采取自動化的免疫磁珠分離技術(shù)從樣品中分離大腸桿菌O157:H7、沙門氏菌、志賀氏菌，然后通過標(biāo)記引物進(jìn)行多重PCR，最后用液相基因芯片同時(shí)檢測上述三種細(xì)菌。結(jié)果表明其檢測限為100個菌/種。
用液相芯片技術(shù)進(jìn)行病原體基因檢測和分型鑒定可將核酸雜交分析的特異性、可靠性及液相芯片技術(shù)的快速、靈敏性結(jié)合起來，PCR 1 h后即可完成鑒定，能精確區(qū)分相差一個核苷酸的不同種屬細(xì)菌，靈敏度達(dá)到101～103基因組拷貝或
3.3.3 疫苗效力評價(jià) 在用于疫苗臨床試驗(yàn)，尤其是評價(jià)多價(jià)疫苗接種后的免疫應(yīng)答反應(yīng)方面，液相芯片技術(shù)非常適合同時(shí)測定同一血清樣本中的多種微生物或多種血清型的特異抗體，與傳統(tǒng)的ELISA相比，在檢測結(jié)果上相關(guān)性好，更加靈敏，最低檢測濃度可比ELISA低100倍，動態(tài)檢測范圍更寬，不必檢測多種稀釋度的血清，從而可提高檢測的準(zhǔn)確性，更能大大減少操作和時(shí)間，節(jié)約樣品用量和費(fèi)用。Villa［12］用液相芯片法在一項(xiàng)隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照的多中心Ⅱ期試驗(yàn)中測定特異抗體水平，評價(jià)預(yù)防性四價(jià)HPV疫苗（HPV 6、11、16、18）的效果。Komatsu［13］用液相芯片技術(shù)檢測腫瘤患者經(jīng)腫瘤肽疫苗免疫接種后的血清抗肽抗體水平，該方法可迅速、準(zhǔn)確地測定這6種抗肽抗體，檢測結(jié)果與ELISA大致相同，它不僅與ELISA同樣靈敏，而且血清樣品用量少，檢測成本低，耗時(shí)短。以檢測100種抗肽抗體
計(jì)算，液相芯片僅需血清1.5 μl，而ELISA需要900 μl；此外，液相芯片成本大約為ELISA的1/10，而檢測1000名患者血清所需時(shí)間僅為ELISA的1/240。還有許多其它相關(guān)研究，如同時(shí)定量檢測破傷風(fēng)、白喉類毒素、流感嗜血桿菌B型多糖血清抗體，4種腦膜炎球菌血清型的血清IgG，23種肺炎球菌莢膜多糖血清型特異性IgG抗體等。
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3.4 HLA分型
人類白細(xì)胞抗原（HLA）是目前所知人體最復(fù)雜的遺傳多態(tài)系統(tǒng)，HLA不但與個體對某些疾?。ㄈ鐝?qiáng)直性脊柱炎）的易感性有關(guān)，其最重要的用途還在于器官移植之前的組織配型。傳統(tǒng)的血清學(xué)和細(xì)胞學(xué)配型檢測方法耗時(shí)較長，難以快速向臨床醫(yī)生報(bào)告結(jié)果，而液相芯片技術(shù)為其提供了一個更好的選擇，既可以用血清學(xué)方法檢測抗HLA抗體，也可用分子生物學(xué)方法直接檢測等位基因。
利用液相芯片技術(shù)進(jìn)行HLA血清學(xué)分型的靈敏度高于ELISA，而且還具有ELISA所不能比擬的高通量、省時(shí)和高效率，如ELISA 3 h僅能檢測10個標(biāo)本，而液相芯片可做94個標(biāo)本，非常適用于臨床。
目前市場上用于組織配型的商品化體外診斷試劑盒有One Lambda 公司的LABScreen、Orchid Diagnostics公司的LifeMatch ID ClassⅠ/Ⅱ試劑盒、Tepnel Lifecodes公司的Lifecodes ClassⅠ/Ⅱ ID等，其原理是在微球上交聯(lián)各種純化抗原，檢測人血清中的HLA Ⅰ類和Ⅱ類抗體。有研究認(rèn)為液相芯片法檢測抗體的靈敏度優(yōu)于ELISA、補(bǔ)體介導(dǎo)的微量細(xì)胞毒試驗(yàn)和流式細(xì)胞術(shù)。因此，利用液相芯片進(jìn)行HLA抗體研究的方法在臨床上得到了廣泛應(yīng)用，如Zhang［14］通過監(jiān)測同種異體腎移植患者移植術(shù)后抗供體HLA抗體的產(chǎn)生，認(rèn)為該抗體的產(chǎn)生與急性體液排斥反應(yīng)及腎移植物早期功能障礙強(qiáng)烈相關(guān)。
利用液相芯片進(jìn)行HLA基因分型的報(bào)道也不少見。Itoh［15］利用在微球上交聯(lián)的寡核苷酸探針做PCR?SSOP進(jìn)行了HLA?A、?B、?C和DRB1位點(diǎn)的高通量DNA分型，對1018名日本志愿者的DNA分析結(jié)果表明，該方法與核苷酸測序法相比，其準(zhǔn)確率>99.9%，96個標(biāo)本從提取DNA到確定4個HLA位點(diǎn)的基因型僅需5 h，是一種高通量、簡單、快速的HLA分型方法。在商品化試劑盒方面，One Lambda 公司的LABType SSO以及Tepnel Lifecodes公司的LifeMatch HLA?SSO 分型檢測試劑盒即是將生物素標(biāo)記的PCR靶片段與交聯(lián)于微球上的序列特異性寡核苷酸探針進(jìn)行雜交，可檢測出HLA?A、B、C、DP、DQB1、DRB1、DRB3、4、5位點(diǎn)上的等位基因。
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3.5 分析基因表達(dá)
Flagella［16］采用支鏈DNA（branched DNA）與液相芯片技術(shù)相結(jié)合的方法，直接從細(xì)胞裂解物、組織勻漿中定量檢測10種基因的mRNA表達(dá)情況，并可區(qū)分同源性大于95％的基因。該方法無需RNA純化或者靶基因擴(kuò)增過程，而用支鏈DNA放大信號。其特異性高，交叉反應(yīng)
小分子RNA（miRNA）是一組保守的單鏈短RNA，約22個核苷酸長度，它們具有重要的基因表達(dá)調(diào)控作用，是目前各國學(xué)者的研究熱點(diǎn)。Lu［17］用液相芯片技術(shù)對來自334個標(biāo)本（包括多種人類腫瘤）的217種哺乳動物miRNA進(jìn)行了表達(dá)分析。觀察到miRNA表達(dá)譜可反映出腫瘤的細(xì)胞來源及分化狀態(tài)，腫瘤中的miRNA較之正常組織通常下調(diào)。作者將miRNA表達(dá)譜成功用于對分化不良的腫瘤進(jìn)行分類，而mRNA表達(dá)譜用于同一標(biāo)本時(shí)卻非常不準(zhǔn)確。這些發(fā)現(xiàn)說明miRNA表達(dá)譜具有用于腫瘤診斷的潛力。此外，分析腫瘤相對于正常組織miRNA表達(dá)譜的變化還可篩選出感興趣的miRNA，以深入探討其在腫瘤發(fā)生
發(fā)展中的作用。孫凱［18］ 應(yīng)用液相芯片技術(shù)進(jìn)行肝細(xì)胞癌（HCC）及毗鄰癌旁組織中miRNA表達(dá)譜差異分析，并選取部分篩選出的差異表達(dá)miRNA，以半定量逆轉(zhuǎn)錄?聚合酶鏈反應(yīng)（RT?PCR）和Western blot分析其相對應(yīng)的靶mRNA和目的蛋白表達(dá)狀況。作者認(rèn)為液相芯片篩選差異表達(dá)miRNA可為研究HCC發(fā)病機(jī)制和診斷
治療提供新的思路。
3.6 研究細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑
Mu［19］為研究resistin是否對人內(nèi)皮細(xì)胞有直接作用，將人冠狀動脈內(nèi)皮細(xì)胞（HCAEC）用無血清培養(yǎng)基培養(yǎng)后，用resistin處理，然后取細(xì)胞裂解液用Bio?Rad公司的“磷酸化蛋白和總靶蛋白檢測試劑盒”分析MAPK磷酸化蛋白和總蛋白，以二者的比值評價(jià)MAPK的磷酸化狀態(tài)。結(jié)果表明，人resistin可通過活化ERK 1/2、p38信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑而誘導(dǎo)HCAEC增殖和遷移，提示人resistin可能在與血管發(fā)生有關(guān)的血管疾病中發(fā)揮作用。Sakai［20］為研究缺失突變的EGFR（表皮生長因子受體）的生物學(xué)作用，將轉(zhuǎn)染EGFR的293細(xì)胞、人非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞系A(chǔ)549、PC?9細(xì)胞在加入EGF培養(yǎng)后，取細(xì)胞裂解液用上述磷酸化蛋白檢測試劑盒定量分析EGFR、p44/42 MAPK、p38 MAPK、ATF?2、JNK、IКB?α、STAT?3的磷酸化蛋白，以確定這些細(xì)胞經(jīng)EGF刺激后的下游細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制。
除了上述應(yīng)用以外，液相芯片技術(shù)還可用于篩選過敏原、檢測自身抗體、腫瘤標(biāo)志物［21］及其他生物標(biāo)志物分子、研究酶/底物、DNA?蛋白相互作用、蛋白?蛋白等分子相互作用、分析蛋白表達(dá)等方面。
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4 小結(jié)
液相芯片技術(shù)以其高通量、準(zhǔn)確、快速、靈敏、特異、多重檢測、操作簡便、可定性定量等顯著優(yōu)點(diǎn)成為一種極具吸引力的大規(guī)模生物檢測平臺，幾乎可用于任何分子相互作用的檢測?？梢灶A(yù)見，隨著高特異性、高親和力抗體的產(chǎn)生以及微球、分析儀器和軟件的不斷發(fā)展改進(jìn)，能同時(shí)檢測的指標(biāo)數(shù)目還將不斷增加，靈敏度也將不斷提高，并逐漸實(shí)現(xiàn)儀器微型化和操作自動化，該技術(shù)不僅將豐富生命
科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)手段，大大推進(jìn)基礎(chǔ)研究進(jìn)程，還將在臨床診斷、高通量藥物篩選、環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)檢測、法醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中掀起一場技術(shù)革命。
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