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微陣列是一種能夠同時檢測多個分子（例如核酸、肽、蛋白質或抗體）的測定方法。它們被稱為“微"陣列，因為分析物是在很小的表面積內測量的；例如，可以在標準載玻片（75 毫米 x 25 毫米）上分析數千個分子。這些工具在研究和臨床中具有無價的價值，因為這些數據代表了某一時間點發(fā)生的生物過程的大快照。用于測量蛋白質的一種微陣列是抗體陣列。與一次僅分析一種蛋白質的“單重"測定（例如酶聯免疫吸附測定）相比，抗體陣列提供了一種更實惠且更具成本效益的替代方案，且樣品量要求低（ELISA）。
抗體陣列將捕獲抗體固定到固體基質上，例如載玻片、膜或微珠。對于平面陣列，具有已知結合特異性的不同捕獲抗體以可尋址格式點樣到標準顯微鏡載玻片或硝酸纖維素膜上（圖 1A）。對于基于珠子的陣列，捕獲抗體被固定到具有不同尺寸和熒光特性的不同珠子上。由于每種特異性抗體都固定在具有特征的珠子上，因此每個珠子的蛋白質靶標是已知的。
抗體陣列可以生成用于多重蛋白質檢測的定性、半定量或定量數據（圖 3）。定性數據的一個例子是僅通過肉眼評估的蛋白質印跡條帶的強度。然而，通過定性評估很難準確估計光斑強度；因此，半定量和定量數據是優(yōu)選的。
半定量和定量數據具有一定值的熒光或化學發(fā)光輸出；例如，像素強度。半定量和定量數據之間的主要區(qū)別在于，定量數據具有可以與樣本數據進行比較的標準曲線?？梢酝ㄟ^半定量數據獲得樣品之間的相對表達差異（即倍數變化）。通過定量數據獲得精確的蛋白質濃度。
分析所需的樣品量取決于樣品稀釋度、基質（即膜、玻璃、珠子）和設計原理（即基于標簽、基于夾心）。
樣品應至少稀釋 2 倍，以避免出現稱為“樣品基質效應"(SME) 的現象，這是非線性稀釋響應和不準確數據的常見原因。當樣品中的蛋白質或其他成分影響抗體與其靶分子結合的能力時，就會發(fā)生這種情況。例如，蛋白質可能與目標分子結合，從而阻斷抗體的結合位點（圖 4A）。中小企業(yè)是已知和未知原因的結果。然而，通過適當的樣品稀釋，基質效應可以忽略不計（圖 4B）。最佳稀釋度會根據樣品類型、實驗和目標分子而有所不同；因此，在運行整個實驗之前，用一些樣品優(yōu)化實驗條件非常重要。一種可能不需要稀釋的樣品類型是尿液，因為它的蛋白質含量非常低。
對于血清和血漿以外的樣品，樣品稀釋前的原始總蛋白濃度應至少為 1 mg/ml。然而，建議總蛋白濃度高于 2 mg/ml 以改善信號。這些濃度不包括可與條件培養(yǎng)基樣品一起使用的任何血清（例如胎牛血清）。重要的是，使用濃度低于 1 mg/ml 的條件培養(yǎng)基樣品仍可實現陣列上的高信噪比，因為上清液的蛋白質含量低于細胞和組織。個體之間血清和血漿中的蛋白質濃度范圍很窄，平均總蛋白質濃度約為 70 mg/ml。
不同的細胞和組織含有不同量的蛋白質。因此，加載到陣列上的細胞、組織和樣品的量必須憑經驗確定。盡管如此，良好的起點是：每 100 萬個細胞或 10 mg 組織使用 500 µL 裂解緩沖液，在 100 mm 組織培養(yǎng)板中接種約 100 萬個細胞，并培養(yǎng) 5 天作為培養(yǎng)基樣品。
請參閱我們的其他博客，了解有關制備用于免疫測定的細胞和組織裂解物、條件培養(yǎng)基樣品、血清/血漿樣品和尿液的更多信息。
由于膜陣列的表面積較大，因此比玻璃陣列和珠陣列需要更多的樣品。然而，基于膜的陣列仍然是多重蛋白質檢測的流行選擇，因為它們易于操作，可以使用常見且廉價的儀器檢測其化學發(fā)光，并且它們的背景噪聲通常低于細胞和組織的玻璃基陣列裂解物。
利用基于標記的陣列，每種樣品蛋白質都可以與大量生物素分子結合，從而放大信號并提高靈敏度。因此，基于標簽的陣列需要非常低的樣本量。表 1 提供了基于陣列基質和設計原理的血清樣品體積要求的比較。列出的體積未考慮移液誤差或管側面的樣品損失。
表 1. 基于固體支持物的血清體積要求和抗體陣列的設計原理
基于標記的抗體陣列每種蛋白質僅使用一種抗體：捕獲抗體（圖 2A）。因此，由于有大量可用抗體，非常高密度的陣列是可能的。由于抗體可以與非靶蛋白發(fā)生交叉反應，因此使用基于標記的陣列獲得的任何結果都應使用正交平臺（例如蛋白質印跡）進行驗證。 RayBiotech 提供用于多重蛋白質檢測的高密度標記陣列（L 系列），可測量多達 6,000 種人類蛋白質；第1308章 鼠類蛋白； 1500 種大鼠蛋白；或同時 500 個兔蛋白 。
最高密度
特異性低于夾心陣列
所需樣品量非常低
半定量數據
固體支撐：玻璃和膜
生物標志物發(fā)現的選擇
基于三明治的陣列具有非常高的特異性，因為每種蛋白質需要兩種不同的抗體才能檢測到固定化蛋白質（圖 2B）。然而，找到可以在夾心免疫測定中配對的兩種抗體可能需要進行廣泛的抗體篩選?？贵w不僅必須與同一蛋白質上的不同區(qū)域（或表位）結合，而且表位必須易于在平臺上結合。在某些情況下，兩種抗體可能不會作為捕獲-檢測對工作，而是以檢測-捕獲配置工作。
RayBiotech 提供基于膜（C 系列）、珠子（RayPlex）和玻璃（G 系列、磷酸化陣列、Quantibody）基質的夾心陣列。這些陣列可以測量多達1,200 種人類蛋白質； 640 種小鼠蛋白質；或同時 67 種大鼠蛋白。使用這些陣列檢測到的其他物種包括牛、犬、貓、馬、豬、兔、恒河猴、雞、海豚和綿羊。 RayPlex 和 Quantibody 陣列都提供定量數據。
低密度到高密度
最高特異性：每個靶標有兩種抗體（即抗體對）
半定量和定量數據
固體支持物：玻璃、膜和珠子
臨床試驗和生物標志物驗證的選擇
表 2 提供了 RayBiotech 提供的基于標記的抗體陣列和基于夾心的陣列的比較。圖 5 描繪了幫助在多重蛋白質檢測的定性、半定量或定量數據之間做出決定的決策樹。
表 2. 基于標簽和 Sandwich-based的抗體陣列的比較
抗體陣列是一種用于蛋白質分析和多重蛋白質檢測的*技術?？贵w芯片具有不同類型的格式和數據輸出，可以滿足不同的研究需求和能力。可同時分析數百至數千種蛋白質的高密度陣列是大規(guī)模蛋白質分析和生物標志物發(fā)現研究的理想選擇。還有一些較小的小組專注于特定的生物過程或途徑，例如炎癥、生長因子、血管生成和肥胖。值得注意的是，抗體陣列的面板可以定制，并且可以為人員、時間或儀器有限的實驗室提供完整的測試服務。
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