生物芯片在药物分析中的应用

生物芯片技术是20世纪90年代初伴随着人类基因组计划的实施而产生的一门新技术， 已成为高效、大规模获取相关信息的重要手段。它主要通过微加工技术和微电子技术， 将成千上万与生命相关的信息集成在一块厘米见方的硅、玻璃、塑料等材料制成的芯片上， 以达到对基因、配体、细胞、蛋白质、抗原以及其他生物组分准确、快速地分析和检测。目前，生物芯片技术被广泛研究应用于基因序列分析、疾病诊断、药物研究、微生物检测、农林业生产、食品、环境保护和检测等领域，现简单介绍其在药物分析中的应用。
生物芯片在药物分析中的应用主要是指采用毛细管电泳芯片／质谱系统对化合物库、血样和尿样中的药物进行分析鉴定，具有快速(30S)、准确、微量等优点。毛细管电泳芯片／质谱系统是指将毛细管电泳芯片和质谱联用的一套装置。毛细管电泳芯片进行样品的分离，而与芯片联用的质谱则有选择性的对分离成分进行检测。美国康奈尔大学的wachs等发明了一种微型化的离子喷雾装置。这种装置适合于与基因芯片的分离装置、多孔板或带有待测样品残渣的表面联用。这种装置有两种版本，一种称为微型喷雾器，主要与毛细管电泳芯片联用；另一种称为小型喷雾器，它带有伸长的吸样毛细管，可以插入多孔板孔的底部，所以适合与多孔板联用。这种装置可以帮助人们对芯片分离所得样品或多孔板中样品进行质谱检测。来自康奈尔大学同一个实验室的Deng等将玻璃制成的毛细管电泳芯片与他们自己设计的微型离子喷雾装置连接，使用PE公司的质谱系统做检测，对多种药物的标准品和血浆样品进行了分析检测。实验结果证明，使用毛细管电泳芯片／质谱系统对小分子化合物进行快速(30s)检测是可行的。这套装置可以用来对合成的化合物库和人血浆中重要成分进行分析检测。Ramseier等用芯片毛细管电泳和硅胶毛细管电泳检测尿中苯丙胺及其类似物，实验结果显示芯片毛细管电泳的方法具有更快的分离速度和更高的分离效率。Chiem等则用毛细管电泳芯片检测了血清中的茶碱。
生物芯片在中药鉴定中的应用主要是对植物细胞进行基因测序。因为任何一个生物个体，不受发育阶段影响，其不同组织器官部位以至细胞都具备相同的遗传信息，不同生物的遗传信息是不相同的。因此，利用生物芯片可以准确无误的确定中药的来源。已有学者开始对地道与非地道药材如贝母、金银花等的DNA序列进行研究，分离特异核苷酸序列作为探针并制备DNA芯片，进行鉴定。在同一时间内能分析大量基因，所以可用于寻找新的有效化学成分、提高药物鉴定能力和效率，还可用于中药复方组成的鉴定。采用基因芯片技术鉴定中药的过程是：①应用分子生物学技术找出待鉴定中药的特点寡核苷酸序列。( 以此寡核苷酸序列作为探针装配到芯片上。( 检测样品的准备(DNA提取、扩增和荧光标记)@检测样品与芯片上探针进行杂交：荧光检测及结果分析。
用生物芯片技术还能对中药的有效成分进行鉴定，分子生物学认为中药有效成分含量受产地、气候、环境的影响是通过基因表达起作用的，基因表达的变化与中药特定阶段成份特征根本相关。因此收集标准中药材、提取DNA、建立CDNA文库，克隆各基因片段、组成DNA 微阵列基因芯片，用芯片与标准药材RNA杂交，其结果可结合计算机技术建立生药标准品数据库。用于快速筛选高品质药材，井建立生药质量标准。同理，此类基因芯片可以遴选出有效成份组成相近的某稀有或濒危物种的替代者，开发新药资源。这是开发中草药使之更为科学化，打开国际市场的优选方法。