Gene Analysis and Biochip Technique

目录
第一部分　基因分析技术
第一章 cDNA文库的构建
第一节　cDNA文库构建的基本原理
一、cDNA的合成
二、ZAP表达载体的结构
第二节　cDNA文库构建的具体操作步骤
一、cDNA第一链的合成
二、cDNA第二链的合成
三、补平cDNA链末端
四、EcoRⅠ接头的连接
五、EcoRⅠ末端的磷酸化
六、XhoⅠ酶切
七、过柱分离cDNA
八、cDNA与ZAP表达载体的连接
九、准备宿主菌
十、应用Gigapack Ⅲ Gold包装蛋白包装含有cDNA的ZAP重组载体
十一、铺盘和库容量鉴定
十二、原始库的扩增
第二章　差减杂交法和差减文件的构建
第一节　基因组差减杂交法
第二节　mRNA或cDNA差减杂交法
一、羟基磷灰石（HAP）柱层析法
二、生物素-链亲和素的亲和分离
三、基于PCR反应的差减杂交法或抑制性差减杂交（SSH）
四、基因或表达序列文库（cDNA or EST libraries）杂交
第三章　mRNA差异显示技术
第一节　mRNA DD-PCR的基本原理
第二节 mRNA DD-PCR技术的具体操作步骤
一、组织样品总RNA的提取
二、去除RNA样品中的微量DNA
三、引物序列
四、反转录归类反应体系的建立………………………………………………………（31 ）五、PCR选择性扩增
六、mRNA DD-PCR产物的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳
七、差异表达条带的回收
八、回收条带的再次扩增
九、二次扩增产物的克隆、测序和GenBank查询
十、Northern Blot和Dot Blot杂交
第四章　荧光原位杂交（FISH）技术
第一节　FISH的原理和技术特点
一、FISH技术的原理和优点
二、FISH技术的基本操作过程
第二节　FISH技术的实验操作步骤
一、染色体标本的制备
二、染色体显带
三、Alu-PCR法制备探针
四、切口平移法标记探针
五、FISH检测
第三节　FISH技术的发展与应用
一、FISH技术的发展
二、FISH技术的主要应用
第五章　辐射性杂交
第一节　辐射性杂交的基本原理
一、构建RH图谱的方法
二、RH嵌板
第二节　RH图谱的应用
一、EST定位
二、寻找新基因
三、基因克隆
四、测定距离
五、RH相关网站及RH数据库
六、RH的优缺点
第六章　计算机克隆及染色体定位
第一节　计算机克隆
一、基本原理
二、现状与发展
三、操作步骤
四、一点经验
五、简单实例
第二节　染色体定位
第三节　掌握和熟悉NCBI数据库和分析
第七章　核酸及蛋白序列的计算机初步分析
第一节　概述
第二节　核酸序列分析
一、数据库同源性或相似性搜索
二、读码框分析
三、寻找启动子区及其核酸序列中的功能位点
四、基因的染色体定位
第三节　蛋白序列分析
一、同源性或相似性分析
二、氨基酸序列的一般特性分析
三、蛋白基序和结构域分析
四、特殊结构或结构特征分析
五、直系同源物（Ortholog）和／或旁系同源物（Paralog）分析
六、二级结构的预测
第四节　多重序列排列和系统发育分析
一、多重序列排列
二、分子进化分析
三、举例
第五节　刊有生物信息学的期刊
第八章　酵母双杂交技术
第一节　酵母双杂交原理
一、原理
二、酵母双杂交的基本流程
第二节　酵母双杂交系统中常用的菌株与表达载体
一、酵母菌的一般特点
二、常用的菌株
三、表达载体的构建
四、表达载体与菌株表型之间的关系
五、对照载体的构建
六、酵母培养基的制备
七、菌株冻存与复苏
八、酵母菌的培养
第三节　诱饵质粒的鉴定
一、制备感受态酵母菌
二、诱饵质粒转化入感受态酵母细胞
三、诱饵蛋白的毒性检测
四、诱饵蛋白自激活检测
五、交配效率的检测与计算
第四节　正式筛选预转化cDNA文库
一、筛选前的准备
二、正式筛选预转化的cDNA文库
三、文库滴定（Library Titering）
四、计算酵母交配的效率和筛选的克隆数
第五节　对初步获取的阳性克隆的分析与验证
一、克隆表型验证——大规模筛选
二、β-半乳糖苷酶活性分析
三、酵母质粒DNA的提取
四、酵母质粒转入大肠杆菌DH5α
五、克隆归类
六、在酵母体内再验证蛋白的相互作用
七、在酵母体外分析和验证蛋白的相互作用
八、测序
第六节　酵母双杂交技术的应用
一、酵母双杂交技术的应用
二、酵母双杂交技术的缺陷
三、使用酵母双杂交技术应注意的问题
第九章　SELEX技术
第一节　SELEX技术简介
第二节　SELEX技术的基本原理
一、SELEX技术的基本路线
二、Aptamer的修饰与优化
三、影响SELEX技术的因素
第三节　核酸配基结合的特异性评价
一、配基结合特异性
二、配基序列及空间结构分析
第四节　SELEX技术的改进与发展
一、导向SELEX
二、复合靶分子SELEX
三、基因组SELEX
第五节 适配分子的特性
第六节　SELEX技术和适配分子在各方面的应用
一、SELEX技术在各方面的应用
二、Aptamer在各方面的应用
第十章　基因打靶技术
第一节　基因打靶技术的概念及发展历史
一、基因打靶技术的概念
二、胚胎干细胞技术的发展
三、同源重组技术的发展
第二节　基因打靶技术在生物医学研究中的应用前景
一、基因打靶技术在基因功能研究中的应用
二、应用基因打靶技术研制人类疾病动物模型
三、应用基因打靶技术改良动物品系和研制动物反应器
第三节　研制基因打靶小鼠的实例—Smad5基因剔除小鼠的研制和鉴定
一、靶基因cDNA探针的克隆
二、靶基因基因组DNA片断的筛选和克隆
三、基因剔除打靶载体的构建以及中靶ES细胞的筛选
四、基因剔除小鼠的获得及鉴定
五、基因剔除小鼠的表型分析
第四节　常用实验操作方法
一、小鼠基因组DNA的制备
二、基因组DNA的PCR分析
三、基因组DNA的Southern杂交分析
四、用原代小鼠胚胎成纤维细胞制备饲养层
五、小鼠胚胎干细胞的常规培养
六、ES细胞的冻存和复苏
第十一章　转基因动物技术
第一节　原理和方法
一、转基因、转基因动物与转基因动物模型
二、目的基因的设计
三、转基因的方法
第二节　显微注射法的操作步骤
一、实验条件的准备
二、供体鼠和受体鼠的同步准备
三、受精卵的采集
四、受精卵的显微注射
五、转基因后受精卵的再植
第三节　转基因整合与表达的检测
一、基因组DNA的提取
二、外源基因的检测
第十二章　RNA干扰
第一节　RNA干扰的原理
第二节　RNA干扰的生物功能
第三节　哺乳类中的RNA干扰
一、RNAi在哺乳动物中存在的证据
二、哺乳动物中的RNAi
三、长dsRNA引发的RNAi
四、哺乳类稳定RNAi
第四节　RNA干扰的实验过程
一、RNAi的产生
二、给予途径
三、沉寂效应鉴定
四、存在问题
第五节　RNA干扰在生物医学和功能基因组中的应用
第十三章　常用数据库及分子生物学软件
第一节　常用数据库
第二节　分子生物学常用软件
第二部分　生物芯片技术
第十四章　生物芯片概介
第一节　生物芯片产生的科技背景及在医学中应用的优势
一、生物芯片的定义和特点
二、生物芯片产生的科技背景
三、生物芯片在医学中的应用概况与前景
第二节　生物芯片相关分子生物学概念
一、基因
二、基因组和基因组的信息含量
三、真核基因组和原核基因组
四、基因表达
五、基因突变
六、基因多态性
七、DNA的变性与复性
八、探针
九、杂交
十、PCR
第三节　生物芯片的分类简介
第十五　章生物芯片的制备和检测
第一节　载体的表面修饰
一、芯片载体和载体材料
二、载体化学修饰
三、载体修饰后的固定及选择原理
第二节　生物芯片制作方式
一、微阵列芯片及其制备技术
二、微流控芯片及其制备技术
三、其他类型芯片制作方式
四、基因芯片和寡核苷酸芯片制备原理
第三节　生物芯片检测的实验流程
一、芯片样品的制备
二、杂交探针的种类和标记
三、核酸分子杂交和杂交微环境
四、DNA微阵列操作应用实例
第四节　芯片杂交信号的收集及生物信息的分析
一、芯片杂交信号的收集及处理
二、生物信息的分析和提取
第十六章　微阵列探测中的共聚焦扫描技术
第一节　微阵列技术、荧光及荧光探测
一、微阵列探测特征
二、荧光基础理论
三、荧光探针的选择
四、探测设备的光学设计要求
第二节　样品处理
一、标准显微载玻片
二、其他规格载玻片
三、样品环境
第三节　共聚焦扫描原理
一、共聚焦原理
二、共焦微阵列扫描仪
三、共聚焦系统优点与缺点
四、共聚焦扫描实现与折衷考虑
第四节　共聚焦扫描仪光学设计及关键特征
一、波长鉴别
二、探测器
三、信号处理及仪器控制
四、扫描仪功能参数
第五节　ScanArray？型共聚焦微阵列扫描仪
一、扫描仪的集成化
二、ScanArray？扫描仪结构组成
三、ScanArray？扫描器优点
第十七章　生物芯片在医学中的应用
第一节　生物芯片技术在基因组功能研究中的应用
一、寻找和发现新基因
二、基因表达分析
三、DNA序列测定与序列间比较
四、突变体和多态性的检测
第二节　生物芯片技术用于单核苷酸多态性的检测
一、SNPs的检测技术
二、SNPs技术的应用
第三节　生物芯片技术在遗传性疾病诊断中的应用
一、遗传性疾病的分类
二、遗传性疾病与基因突变
三、基因突变检测技术
四、遗传性疾病基因芯片
五、遗传性疾病的基因芯片的应用
第四节　生物芯片技术在肿瘤研究中的应用
一、肿瘤基因表达谱的研究
二、寻找肿瘤相关基因
三、肿瘤分型的研究
四、肿瘤相关基因功能的研究
五、肿瘤诊断的研究
六、筛选抗癌药物和监测肿瘤治疗效果
第五节　生物芯片在肝癌及病毒性肝炎诊断中的应用
一、基因芯片技术在肝癌研究中的应用
二、基因芯片技术在病毒性肝炎及其他肝病诊断中的应用
第六节　生物芯片技术在微生物变异及疾病耐药性检测中的应用
一、生物芯片在微生物基因变异检测中的应用
二、生物芯片在疾病耐药性检测中的应用
三、前景与展望
第七节　生物芯片技术在药学方面的应用
一、生物芯片在药物靶点发现与药物作用机制研究中的应用
二、生物芯片在毒理学研究中的应用
三、生物芯片作为超高通量药物筛选平台的应用
四、生物芯片在药物基因组学中的应用
五、基因芯片技术在疾病耐药性检测中的应用
六、生物芯片对中药物种的鉴定
第八节　生物芯片技术在法医学中的应用
一、生物芯片在法医物证学中的应用
二、生物芯片在法医病理学中的应用
三、生物芯片在痕量物证及毒品和毒物分析中的应用
四、前景与展望
第十八章　蛋白质芯片
第一节　蛋白质芯片产生的背景
一、后基因组时代
二、蛋白质组学的兴起与发展
三、传统技术的改造和新技术的产生
第二节　蛋白质芯片的基本原理
一、蛋白质芯片的特点
二、蛋白质芯片的分类
三、蛋白质芯片制作和检测的基本流程
四、蛋白质芯片的功能作用
五、蛋白质芯片的相关技术
第三节　蛋白质芯片在医药学上的应用进展
一、发现新的疾病标志物作为临床诊断的指标
二、对疾病病理分子机制的研究
三、筛选药物靶，发现新药物，研究药理机制
第四节　蛋白质芯片的发展展望
参考文献
目录
第一部分　基因分析技术
第一章 cDNA文库的构建
第一节　cDNA文库构建的基本原理
一、cDNA的合成
二、ZAP表达载体的结构
第二节　cDNA文库构建的具体操作步骤
一、cDNA第一链的合成
二、cDNA第二链的合成
三、补平cDNA链末端
四、EcoRⅠ接头的连接
五、EcoRⅠ末端的磷酸化
六、XhoⅠ酶切
七、过柱分离cDNA
八、cDNA与ZAP表达载体的连接
九、准备宿主菌
十、应用Gigapack Ⅲ Gold包装蛋白包装含有cDNA的ZAP重组载体
十一、铺盘和库容量鉴定
十二、原始库的扩增
第二章　差减杂交法和差减文件的构建
第一节　基因组差减杂交法
第二节　mRNA或cDNA差减杂交法
一、羟基磷灰石（HAP）柱层析法
二、生物素-链亲和素的亲和分离
三、基于PCR反应的差减杂交法或抑制性差减杂交（SSH）
四、基因或表达序列文库（cDNA or EST libraries）杂交
第三章　mRNA差异显示技术
第一节　mRNA DD-PCR的基本原理
第二节 mRNA DD-PCR技术的具体操作步骤
一、组织样品总RNA的提取
二、去除RNA样品中的微量DNA
三、引物序列
四、反转录归类反应体系的建立………………………………………………………（31 ）五、PCR选择性扩增
六、mRNA DD-PCR产物的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳
七、差异表达条带的回收
八、回收条带的再次扩增
九、二次扩增产物的克隆、测序和GenBank查询
十、Northern Blot和Dot Blot杂交
第四章　荧光原位杂交（FISH）技术
第一节　FISH的原理和技术特点
一、FISH技术的原理和优点
二、FISH技术的基本操作过程
第二节　FISH技术的实验操作步骤
一、染色体标本的制备
二、染色体显带
三、Alu-PCR法制备探针
四、切口平移法标记探针
五、FISH检测
第三节　FISH技术的发展与应用
一、FISH技术的发展
二、FISH技术的主要应用
第五章　辐射性杂交
第一节　辐射性杂交的基本原理
一、构建RH图谱的方法
二、RH嵌板
第二节　RH图谱的应用
一、EST定位
二、寻找新基因
三、基因克隆
四、测定距离
五、RH相关网站及RH数据库
六、RH的优缺点
第六章　计算机克隆及染色体定位
第一节　计算机克隆
一、基本原理
二、现状与发展
三、操作步骤
四、一点经验
五、简单实例
第二节　染色体定位
第三节　掌握和熟悉NCBI数据库和分析
第七章　核酸及蛋白序列的计算机初步分析
第一节　概述
第二节　核酸序列分析
一、数据库同源性或相似性搜索
二、读码框分析
三、寻找启动子区及其核酸序列中的功能位点
四、基因的染色体定位
第三节　蛋白序列分析
一、同源性或相似性分析
二、氨基酸序列的一般特性分析
三、蛋白基序和结构域分析
四、特殊结构或结构特征分析
五、直系同源物（Ortholog）和／或旁系同源物（Paralog）分析
六、二级结构的预测
第四节　多重序列排列和系统发育分析
一、多重序列排列
二、分子进化分析
三、举例
第五节　刊有生物信息学的期刊
第八章　酵母双杂交技术
第一节　酵母双杂交原理
一、原理
二、酵母双杂交的基本流程
第二节　酵母双杂交系统中常用的菌株与表达载体
一、酵母菌的一般特点
二、常用的菌株
三、表达载体的构建
四、表达载体与菌株表型之间的关系
五、对照载体的构建
六、酵母培养基的制备
七、菌株冻存与复苏
八、酵母菌的培养
第三节　诱饵质粒的鉴定
一、制备感受态酵母菌
二、诱饵质粒转化入感受态酵母细胞
三、诱饵蛋白的毒性检测
四、诱饵蛋白自激活检测
五、交配效率的检测与计算
第四节　正式筛选预转化cDNA文库
一、筛选前的准备
二、正式筛选预转化的cDNA文库
三、文库滴定（Library Titering）
四、计算酵母交配的效率和筛选的克隆数
第五节　对初步获取的阳性克隆的分析与验证
一、克隆表型验证——大规模筛选
二、β-半乳糖苷酶活性分析
三、酵母质粒DNA的提取
四、酵母质粒转入大肠杆菌DH5α
五、克隆归类
六、在酵母体内再验证蛋白的相互作用
七、在酵母体外分析和验证蛋白的相互作用
八、测序
第六节　酵母双杂交技术的应用
一、酵母双杂交技术的应用
二、酵母双杂交技术的缺陷
三、使用酵母双杂交技术应注意的问题
第九章　SELEX技术
第一节　SELEX技术简介
第二节　SELEX技术的基本原理
一、SELEX技术的基本路线
二、Aptamer的修饰与优化
三、影响SELEX技术的因素
第三节　核酸配基结合的特异性评价
一、配基结合特异性
二、配基序列及空间结构分析
第四节　SELEX技术的改进与发展
一、导向SELEX
二、复合靶分子SELEX
三、基因组SELEX
第五节 适配分子的特性
第六节　SELEX技术和适配分子在各方面的应用
一、SELEX技术在各方面的应用
二、Aptamer在各方面的应用
第十章　基因打靶技术
第一节　基因打靶技术的概念及发展历史
一、基因打靶技术的概念
二、胚胎干细胞技术的发展
三、同源重组技术的发展
第二节　基因打靶技术在生物医学研究中的应用前景
一、基因打靶技术在基因功能研究中的应用
二、应用基因打靶技术研制人类疾病动物模型
三、应用基因打靶技术改良动物品系和研制动物反应器
第三节　研制基因打靶小鼠的实例—Smad5基因剔除小鼠的研制和鉴定
一、靶基因cDNA探针的克隆
二、靶基因基因组DNA片断的筛选和克隆
三、基因剔除打靶载体的构建以及中靶ES细胞的筛选
四、基因剔除小鼠的获得及鉴定
五、基因剔除小鼠的表型分析
第四节　常用实验操作方法
一、小鼠基因组DNA的制备
二、基因组DNA的PCR分析
三、基因组DNA的Southern杂交分析
四、用原代小鼠胚胎成纤维细胞制备饲养层
五、小鼠胚胎干细胞的常规培养
六、ES细胞的冻存和复苏
第十一章　转基因动物技术
第一节　原理和方法
一、转基因、转基因动物与转基因动物模型
二、目的基因的设计
三、转基因的方法
第二节　显微注射法的操作步骤
一、实验条件的准备
二、供体鼠和受体鼠的同步准备
三、受精卵的采集
四、受精卵的显微注射
五、转基因后受精卵的再植
第三节　转基因整合与表达的检测
一、基因组DNA的提取
二、外源基因的检测
第十二章　RNA干扰
第一节　RNA干扰的原理
第二节　RNA干扰的生物功能
第三节　哺乳类中的RNA干扰
一、RNAi在哺乳动物中存在的证据
二、哺乳动物中的RNAi
三、长dsRNA引发的RNAi
四、哺乳类稳定RNAi
第四节　RNA干扰的实验过程
一、RNAi的产生
二、给予途径
三、沉寂效应鉴定
四、存在问题
第五节　RNA干扰在生物医学和功能基因组中的应用
第十三章　常用数据库及分子生物学软件
第一节　常用数据库
第二节　分子生物学常用软件
第二部分　生物芯片技术
第十四章　生物芯片概介
第一节　生物芯片产生的科技背景及在医学中应用的优势
一、生物芯片的定义和特点
二、生物芯片产生的科技背景
三、生物芯片在医学中的应用概况与前景
第二节　生物芯片相关分子生物学概念
一、基因
二、基因组和基因组的信息含量
三、真核基因组和原核基因组
四、基因表达
五、基因突变
六、基因多态性
七、DNA的变性与复性
八、探针
九、杂交
十、PCR
第三节　生物芯片的分类简介
第十五　章生物芯片的制备和检测
第一节　载体的表面修饰
一、芯片载体和载体材料
二、载体化学修饰
三、载体修饰后的固定及选择原理
第二节　生物芯片制作方式
一、微阵列芯片及其制备技术
二、微流控芯片及其制备技术
三、其他类型芯片制作方式
四、基因芯片和寡核苷酸芯片制备原理
第三节　生物芯片检测的实验流程
一、芯片样品的制备
二、杂交探针的种类和标记
三、核酸分子杂交和杂交微环境
四、DNA微阵列操作应用实例
第四节　芯片杂交信号的收集及生物信息的分析
一、芯片杂交信号的收集及处理
二、生物信息的分析和提取
第十六章　微阵列探测中的共聚焦扫描技术
第一节　微阵列技术、荧光及荧光探测
一、微阵列探测特征
二、荧光基础理论
三、荧光探针的选择
四、探测设备的光学设计要求
第二节　样品处理
一、标准显微载玻片
二、其他规格载玻片
三、样品环境
第三节　共聚焦扫描原理
一、共聚焦原理
二、共焦微阵列扫描仪
三、共聚焦系统优点与缺点
四、共聚焦扫描实现与折衷考虑
第四节　共聚焦扫描仪光学设计及关键特征
一、波长鉴别
二、探测器
三、信号处理及仪器控制
四、扫描仪功能参数
第五节　ScanArray？型共聚焦微阵列扫描仪
一、扫描仪的集成化
二、ScanArray？扫描仪结构组成
三、ScanArray？扫描器优点
第十七章　生物芯片在医学中的应用
第一节　生物芯片技术在基因组功能研究中的应用
一、寻找和发现新基因
二、基因表达分析
三、DNA序列测定与序列间比较
四、突变体和多态性的检测
第二节　生物芯片技术用于单核苷酸多态性的检测
一、SNPs的检测技术
二、SNPs技术的应用
第三节　生物芯片技术在遗传性疾病诊断中的应用
一、遗传性疾病的分类
二、遗传性疾病与基因突变
三、基因突变检测技术
四、遗传性疾病基因芯片
五、遗传性疾病的基因芯片的应用
第四节　生物芯片技术在肿瘤研究中的应用
一、肿瘤基因表达谱的研究
二、寻找肿瘤相关基因
三、肿瘤分型的研究
四、肿瘤相关基因功能的研究
五、肿瘤诊断的研究
六、筛选抗癌药物和监测肿瘤治疗效果
第五节　生物芯片在肝癌及病毒性肝炎诊断中的应用
一、基因芯片技术在肝癌研究中的应用
二、基因芯片技术在病毒性肝炎及其他肝病诊断中的应用
第六节　生物芯片技术在微生物变异及疾病耐药性检测中的应用
一、生物芯片在微生物基因变异检测中的应用
二、生物芯片在疾病耐药性检测中的应用
三、前景与展望
第七节　生物芯片技术在药学方面的应用
一、生物芯片在药物靶点发现与药物作用机制研究中的应用
二、生物芯片在毒理学研究中的应用
三、生物芯片作为超高通量药物筛选平台的应用
四、生物芯片在药物基因组学中的应用
五、基因芯片技术在疾病耐药性检测中的应用
六、生物芯片对中药物种的鉴定
第八节　生物芯片技术在法医学中的应用
一、生物芯片在法医物证学中的应用
二、生物芯片在法医病理学中的应用
三、生物芯片在痕量物证及毒品和毒物分析中的应用
四、前景与展望
第十八章　蛋白质芯片
第一节　蛋白质芯片产生的背景
一、后基因组时代
二、蛋白质组学的兴起与发展
三、传统技术的改造和新技术的产生
第二节　蛋白质芯片的基本原理
一、蛋白质芯片的特点
二、蛋白质芯片的分类
三、蛋白质芯片制作和检测的基本流程
四、蛋白质芯片的功能作用
五、蛋白质芯片的相关技术
第三节　蛋白质芯片在医药学上的应用进展
一、发现新的疾病标志物作为临床诊断的指标
二、对疾病病理分子机制的研究
三、筛选药物靶，发现新药物，研究药理机制
第四节　蛋白质芯片的发展展望
参考文献