Báo cáo seminar MICROARAYS

Kỹ thuật miccroarray
TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
Báo cáo seminar:
MICROARAYS
Giáo viên hướng dẫn: TS. Trần Thị Dung
Nhóm sinh viên thực hiện:
1.Phùng Văn Dũng 61303045
2.Nguyễn Võ Kỳ Duyên 61303052
3. Cao Chí Thủy Tiên 61303328
1
Kỹ thuật miccroarray
MỤC LỤC
I. Đặt vấn đề
II. Giới thiệu lịch sử của phương pháp Microarray
III. Khái niệm về Microarray
IV. Cấu tạo và phân loại Microarray
V. Nguyên lý
VI. Qúa trình thực hiện DNA Microarray
VII. Cách tiến hành
VIII. Ứng dụng
IX. Kết luận
X. Câu hỏi trắc nghiệm
XI. Tài liệu tham khảo
I. Đặt vấn đề
2
Kỹ thuật miccroarray
Trừ một vài ngoại lệ thì mọi tế bào trong cơ thể đều chứa hệ gen
đồng nhất và bộ nhiễm sắc thể đầy đủ.Chỉ một phần nhỏ những gen này
được bật,tuy nhiên,nó biểu thị những thuộc tính đặc trưng của mỗi loại tế
bào.Sự biểu hiện gen là một quá trình chặt chẽ và phức tạp cho phép tế

bào trả lời những kích thích của môi trường và những nhu cầu thay đổi của
chính mình.Cơ chế này đóng cả hai vai trò bật và tắt của sự chuyển đổi để
kiểm soát thông tin của những gen nào được biểu hiện trong một tế bào để
có thể tăng cường hoặc giảm bớt sự biểu hiện của các gen.Microarrays cho
phép các nhà khoa học xác định được trình tự của gen trong một thí
nghiệm giản đơn và hiệu quả
Trong quá khứ, các nhà khoa học chỉ có thể tiến hành các phân tích di
truyền của một vài gen cùng một lúc. Với sự phát triển của kỹ thuật
microarrays các nhà khoa học giờ đây có thể kiểm tra hàng ngàn gen hoạt
động như thế nào, ở bất kỳ thời điểm nào.
Các nhà khoa học sử dụng phương pháp microarrays để hiểu rõ hơn
về những khía cạnh của sự sinh trưởng và phát triển đồng thời tìm hiểu sâu
về những nguyên nhân di truyền học ở nhiều bệnh của con người.
II. Giới thiệu lịch sử của phương pháp Microarray
Còn quá sớm để nói về lịch sử của DNA microarray vì kỹ thuật này
tương đối mới và thuộc về tương lai hơn là quá khứ. Đầu tiên phải kể đến
các mô tả đầu tiên về cấu trúc DNA của Watson & Crick (1953), cho thấy
DNA có thể bị biến tính, phân tách thành hai mạch đơn khi xử lý bằng
nhiệt hoặc dung dịch kiềm. Năm 1961, Marmur & Doty mô tả quá trình
ngược lại, hồi tính, cơ sở của tất cả các phương pháp PCR và lai phân tử.
3
Kỹ thuật miccroarray
Điều này gợi ra cách phân tích mối liên hệ trình tự của axit nucleic và các
phương pháp phân tích dựa trên lai phân tử phát triển nhanh chóng.
Vào cuối những năm 1960, Pardue & Gall; Jones & Roberson đã tìm
ra phương pháp lai in situ có sử dụng mẫu dò đánh dấu huỳnh quang,
FISH. Phương pháp cố định các nhiễm sắc thể và nhân trên phiến kính
(sao cho DNA tạo thành mạch kép với mẫu dò) ngày nay được sử dụng để
đặt DNA lên phiến kính trong phương pháp microarray. Vào thời gian
này, hoá học hữu cơ cũng phát triển, cho phép tổng hợp tự động các mẫu

dò oligonucleotide vào năm 1979.
Kỹ thuật phân tích sử dụng phương pháp gắn đồng thời nhiều trình tự
đích lên một bộ lọc hay màng theo thứ tự, phương pháp thấm điểm (dot
blot), được Kafatos và cộng sự (1979) đưa ra. Với kỹ thuật này, các trình
tự đích được cố định trên vật đỡ và lai với mẫu dò (thường là trình tự axit
nucleic đã đánh dấu). Saiki và cộng sự (1989) đưa ra một cách khác, dot
blot ngược, trong đó gắn nhiều mẫu dò theo thứ tự trên màng và đích để
phân tích được đánh dấu. Cùng thời gian này, các array đầu tiên với giá
thể không thấm nước được tạo ra trong phòng thí nghiệm của Maskos
(1991). Đầu những năm 1990, kỹ thuật đánh dấu phát huỳnh quang đa
màu được Ried và cộng sự; Balding & Ward giới thiệu.
Vào năm 1993, array chứa các oligonucleotide ngắn, dưới 19
nucleotide được tổng hợp in situ. Năm 1994, Hoheisel và cộng sự tăng mật
độ chấm (spot) bằng cách dùng robot để lấy và đặt mẫu dò lên giá thể.
Phương pháp tự động hoá này làm tăng tốc độ quá trình, giảm các sai sót
chắc chắn mắc phải khi thực hiện những thủ tục có tính lặp lại cao bằng
tay, và tăng tính chính xác vị trí, tăng tính đồng hình của các spot mẫu.
4
Kỹ thuật miccroarray
Hình 1: Quá trình phát triển của kĩ thuật di truyên
Tất cả các thí nghiệm tiên phong ở trên là cơ sở của kỹ thuật array hiện
nay. Người ta đánh giá rằng, kỹ thuật này có thể sẽ phát triển đến mức chỉ
vài năm nữa có thể so sánh nó với kỹ thuật PCR không thể thiếu trong
sinh học hiện nay.
III. Khái niệm về Microarray
Microarrays cho phép các nhà khoa học xác định được trình tự của
nhiều gen trong một thí nghiệm đơn giản và hiệu quả.Các nhà khoa học sử
dụng phương pháp microarrays để hiểu rõ hơn về những khía cạnh của sự
sinh trưởng và phát triển đồng thời tìm hiểu sâu về những nguyên nhân di
truyền học ở nhiều bệnh của con người.

Nói về microarray, hiện nay đa số ai cũng liên tưởng đến DNA
microarray vì kỹ thuật này đã được biết đến từ cuối thập niên 80, do nhóm
khoa học dưới sự chủ trì của tiến sĩ Stephen P.A. Fodor phát minh. Sau đó
được hãng Affymetrix (Mỹ) phát triển và phổ biến rộng khắp ở Mỹ và thế
giới. Protein microarray mới chỉ bắt đầu được để ý trong khoảng vài năm
trở lại đây và chưa phổ biến như DNA microarray.
5
Kỹ thuật miccroarray
Mỗi điểm trên một microarray chứa nhiều sợi giống hệt nhau của
DNA.Trình tự DNA trên mỗi điểm là duy nhất.Hàng ngàn điểm được dàn
trận trong hàng và cột trật tự trên một bề mặt rắn (thường là thủy tinh). Vị
trí chính xác và trình tự của từng vị trí được ghi lại trong một cơ sở dữ liệu
máy tín. Mỗi vị trí đại diện cho một gen.
IV. Cấu tạo và phân loại Microarray
1. Cấu tạo
DNA microarray hay còn gọi là DNA chip, được chế tạo trên bề mặt
thủy tinh hoặc nylon hoặc silicone. Trong đó thuỷ tinh thường được dùng
nhất . Bằng kĩ thuật tự động tốc độ cao, gồm vô số các probe (đoạn dò) đã
biết trước trình tự.
Probe để gắn trên mảng cần được lựa chọn kỹ theo mục đích sử dụng,
có thể là oligonucleotide ngắn (15-25 nucleotide), oligonucleotide dài (50-
120 nucleotide) hoặc cDNA (dài 100-3000 bp) các chấm trên microarray
thường có đường kính 200 μm và cần thiết bị hiện ảnh đặc biệt như máy
quét laser tiêu điểm (confocal laser scanner).
Các phương pháp mới đây có thể tạo ra đường kính chấm 100 μm và nếu
dùng phương pháp in quang hoạt (photolitho-graphy) để tổng hợp mẫu dò
oligonucleotide in situ thì có thể tạo ra chấm có đường kính 20 μm.
6
Kỹ thuật miccroarray
Hình 2: kích thước cDNA

2. Phân loại
a. Theo mật độ mẫu dò (mật độ thấp,cao,vừa)
b. Theo loại mẫu dò (cell array, glycan array,DNA
array,protein array….
V. Nguyên lý
Dựa trên cơ sở kĩ thuật lai axit nucleic. Trong đó một mảnh DNA đã
biết được sử dụng làm mẫu dò để tìm kiếm trình tụ bổ sung của nó. Mẫu
dò được cố định trên một giá thể rắn (thủy tinh, nylon, silicone). Một hỗn
hợp lỏng chứa các DNA và RNA cần dò tìm được cho chạy qua giá thể
rắn. Ở điều kiện lý tưởng các axit nucleic có trình tự bổ sung sẽ bắt cặp
chính xác với nhau. Trước đó mẫu DNA hay RNA đã được đánh dấu bằng
: đồng vị phóng xạ , chất phát huỳnh quang . . .Khi quan sát dưới máy dò
tìm đặc hiệu dễ dàng nhận diện cặp mẫu dò nào đã gắn với mẫu DNA hay
RNA nào.
7
Kỹ thuật miccroarray
VI. Qúa trình thực hiện DNA Microarray
Hình 3: Sơ đồ thực hiện kỹ thuật microarray
Qúa trình thực hiện DNA microarray gồm hai bước chính :
1. Chế tạo mảng
Cơ chất dùng để chế tạo mảng cần có các tính chất sau: gắn ổn định
với mẫu dò, tín hiệu nền gây nhiễu thấp, tính chất hoá học bề mặt đồng
nhất và chất lượng dữ liệu cao . Một số chất đáp ứng được những điều
kiện này và thường được sử dụng là thuỷ tinh, polypropylene, hoặc silicon
8
Kỹ thuật miccroarray
, trong đó thuỷ tinh thường được dùng nhất . Giá thể thường được biến đổi
hoá học để dễ dàng gắn với mẫu dò. Trong trường hợp cơ chất thuỷ tinh,
người ta phủ lên đó polymerase-lysine, amino silance hoặc silance có gốc
amin hoạt hoá để tăng tính kỵ nước và khả năng bám dính của mẫu dò .

Thành phần thứ hai của mảng là mẫu dò. Mẫu dò để gắn trên mảng cần
được lựa chọn kỹ theo mục đích sử dụng.
Hiện đã có nhiều phần mềm cũng như cơ sở dữ liệu giúp đơn giản hoá
công đoạn này.
Tuỳ mục đích sử dụng, mẫu dò có thể là oligonucleotide ngắn (15-25
nucleotide), oligonucleotide dài (50-120 nucleotide) hoặc cDNA (dài 100-
3000 bp) . Sau khi chọn được mẫu dò, gắn (hay còn gọi là in) chúng trên
bề mặt mảng bằng hai cách:
 cố định (cDNA)
Hình 4: Mẫu dò cDNA
9
Kỹ thuật miccroarray
 tổng hợp in situ (oligonucleotide).
Hinh 5: Mãu dò tổng hợp insitu
Cách thứ nhất thường sử dụng robot với các kỹ thuật in kim
(contact-tip deposition printing), in vi tiếp xúc (micro-contact printing
(μCP)), in vi kênh (micro-fluidics networks (μFN)) và in mạ (electro
capture) để đặt mẫu dò đã tổng hợp từ trước lên mảng. Kỹ thuật in quang
hoạt (photolithographic) được dùng cho các ứng dụng cách hai.
Ngoài ra, in áp điện (piezoelectric printing) và in vi lỏng (micro wet
printing (μWP)) có thể sử dụng cho cả cố định và tổng hợp in situ.
• In kim (Contact-tip deposition printing):Kỹ thuật này có giá trị
thương mại vào năm 1997 bởi công ty Synteni, được nhiều nhóm
nghiên cứu sử dụng để chế tự tạo mảng DNA. Đầu tiên người ta hoà
tan axit nucleic sau đó nhúng kim nhọn vào để lấy ra một lượng dung
dịch xác định tại đầu của nó. Sau đó gắn dung dịch này lên bề mặt
của cơ chất ,Trong thực nghiệm, dùng nhiều đầu kim cùng lúc .
10
Kỹ thuật miccroarray
Hình 6: Sản xuất DNA microarray sử dụng contact tip deposition printing

Trong hầu hết các trường hợp, kim nhọn có rãnh giống như bút
mực để giữ dung dịch. Phương pháp này có thể tạo ra các mảng
mật độ cao chứa khoảng 10.000 cDNA khác nhau có kích thước từ
500 đến 5.000 base trên bề mặt thuỷ tinh 3,6 cm2 .
• In vi tiếp xúc (μCP- Micro-contact printing): Phương pháp μCP có
nguyên lý tương tự in kim. Trong đó, dùng “con dấu”
polydimethysilane (PDMS) để chuyển axit nucleic lên bề mặt giá
thể .Trên thực tế, kỹ thuật này không sản xuất thành công các
mảng mật độ cao .

Hình 7: Sản xuất DNA array sử dụng micro-contact printing
• In vi kênh (µFN- Micro-fludics network)
µFN là kĩ thuật µCP cải tiến. Trong đó con dấu PDMS có các
kênh nhỏ được đặt trên thủy tinh, vàng, polystyrene hoặc bề mặt
11
Kỹ thuật miccroarray
silicone/silicone dioxide. Dung dịch cơ chất chứa đầy trong những
kênh này được gắn lên bề mặt mảng bởi sức hút mao quản.
Hình 8: Sản xuất mảng bằng kỹ thuật µFN
Giống như µCP, tính khả thi của µFN để sản xuất các DNA arrray
đang được chứng minh.
• In mạ (Electro capture)
Các aray này giống như một con chíp silicone. Gía thể ở đây là
silicone có lớp bề mặt bị oxi hóa bởi nhiệt độ. Những vị trí xác
định trên bề mặt này có các điện cực platin dày 500nm. Sau đó tiến
hành một loạt các biến đổi hóa học có thứ tự để tạo ra chip gồm
nhiều lớp.
Toàn bộ chíp trừ phần không gian của bộ cực platin được phủ lớp
lưỡng điện (dielectric) Si
3

N
4
dày 2mm, bằng cách này có thể thao
tác với điện cực từ trên xuống trong khi xung quanh nó được bảo
vệ bởi lớp Si
3
N
4
. Trên cùng của chíp là lớp –streptavidin-agarose
giúp cố định các phân tử axit nucleic đã biotin hóa.
Hình 9: In mạ
12
Kỹ thuật miccroarray
Gắn mẫu dò lên chip bằng cách phủ lên bề mặt dung dịch chứa các
oligonucleotide đã biotin hóa. Chúng được vận chuyển đặc hiệu tới
các chấm chứa strepta-vidin bằng cách cho dòng điện lần lượt chạy
qua mỗi điện cực. Hiện tại, chíp với trên 400 điện cực đang phát
triển trong các phân tích di truyền.

• In quang hoạt (Photolithography)
Công ty Sffymetrix đã phát triển phương pháp in quang hoạt để
tổng hợp oligonu-cleotide in situ trên giá thể rắn. Qúa trình này
dựa trên kỹ thuật công nghiệp bán dẫn.
Đầu tiên, gắn các phân tử có nhóm bảo vệ dễ phân hủy bởi tia cực
tím trên bề mặt giá thể rắn. Dùng mặt nạ để hoạt hóa chọn lọc các
vị trí trên bề mặt bằng tia cực tím nhằm loại trừ nhóm bảo vệ nhạy
sáng tại đó. Sau đó ủ với các nucleotide để chúng phản ứng với
nhóm OH tự do tại bề mặt những vùng đã hoạt hóa, kết thúc một
chu kỳ. Lập lại kỳ trên với mặt nạ và nucleotide khác sẽ tạo ra một
“bãi chông” dày đặc các oligonucleotide có trình tự bất kỳ tại

những vị trí xác định trên cơ chất. Hiện tại, có thể gắn hơn 500.000
oligonucleotide khác nhau trên diện tích 1,28x1,28cm.
13
Kỹ thuật miccroarray
Hình 10: Sơ đồ phương pháp in quang hoạt
• In áp điện (Piezoelectric printing)
In áp điện sử dụng công nghệ được phát triển cho các máy in đen
trắng để phân phối lượng nhỏ dung dịch DNA thay vì mực in bình
thường. Đầu áp điện tạo ra các giọt trên đầu phân phối. Hiện tại có
thể dùng phương pháp này để tạo ra các mảng có trên 10.000
chấm/cm
2
.
14
Kỹ thuật miccroarray
Hình 11: Sơ đồ ống phun áp điện. Đơn vị sử dụng trong hình.|U|: giá trị tuyệt đối của điện áp
Hình 12: Tổng hợp oligonucleotide in situ sử dụng ống phân phối áp điện. Thủ tục nhiều ống phun. DMTr: nhóm phát hiện
dimethoxytrityl, DTR: chất khử trityl hoá
Cũng có thể dùng kỹ thuật này để chế tạo các mảng
oliigonucleotide bằng cách dùng 5 đầu phân phối áp điện khác
nhau (mỗi đầu chứa một loại phân tử phosphoramidite nucleotide
cần để tổng hợp oligonucleotide, đầu thứ năm chứa chất khử triyn
hóa)
15
Kỹ thuật miccroarray
• In vi lỏng (µWP – Micro wet printing)
Kỹ thuật này được Emantraut và cộng sự (1998) phát triển, dùng
hộp mực in khung silicon để định vị mặt nạ chắn trên bề mặt
mảng.
Khung silicon kết hợp với đường ống phân phối thủy tinh tạo

thành hệ thống kênh. Kênh này sẽ liên kết các đường vào riêng biệt
với mặt nạ trong hộp mực.
Mặt nạ đóng vai trò giao tuyến của hộp mực và bề mặt mảng đảm
bảo chỉ một số vùng nhất định được tiếp xúc với hộp mực chứa
chất khử nhóm bảo vệ.
Khi dung dịch oligonucleotide và dung dịch rửa đi qua chỗ khử
nhóm bảo vệ trên bề mặt, mặt nạ bị tách đi kết thúc một chu kỳ .
Tiếp tục chu kỳ mới ở đó thay đổi các nucleotide thêm vào vị trí
mặt nạ, ta sẽ tổng hợp được các oligonucleotide ngắn tại những vị
trí xác định trên cơ chất. Hệ thống này cũng có thể được sử dụng
để cố định các oligonucleotide và các chất khác như protein hoặc
kháng thể.
Hình 13: Sơ đồ nguyên lý của kỹ thuật in vi lỏng
2. Tiến hành thí nghiệm
16
Kỹ thuật miccroarray
a) Chuẩn bị mẫu
Hiệu quả phân tích bằng microarray phụ thuộc đáng kể vào khâu
chuẩn bị mẫu. Mẫu để lai có thể là DNA hoặc RNA được đánh dấu
nhằm mục đích phát hiện trực tiếp chúng sau khi lai. Cho đến nay đã
có rất nhiều phương pháp đánh dấu khác nhau được phát triển nhằm
tăng độ nhạy và tính đặc hiệu của thí nghiệm. Các phương pháp đánh
dấu bao gồm gắn trực tiếp chất đánh dấu vào đích bằng phản ứng của
17
CHUẨN BỊ MẪU
TIẾN HÀNH LAI
XÁC ĐỊNH TÍN HIỆU
VÀ CHUẨN HÓA DỮ
LIỆU
Kỹ thuật miccroarray

các nhóm hoạt động hóa học, PCR với mồi đánh dấu hoặc dùng
enzyme biến đổi trực tiếp trình tự đích. Các chất chỉ thị phát hiện có
thể là chất phát huỳnh quang (Cy3/Cy5, streptavidin/phycoerythrin),
chất phóng xạ (
32
P,
33
P,
35
S), chất phát huỳnh quang (Chemilumi-
nescent) như digoxigenein, biotin và nhuộm vàng/bạc. Trong đó,
Cy3/Cy5 được sử dụng rộng rãi nhất.
Hình 14: Sơ đồ đánh dấu mẫu dò dùng Cy3/Cy5
b) Tiến hành lai
Sau khi đánh dấu , tiến hành lai trên mảng. Do sử dụng chất mảng
rắn nên phương pháp microarry dễ tiến hành hơn các phương pháp blot.
Trong quá trình lai, cho dung dịch đích đã đánh dấu đi qua mảng. Ở đó
mẫu dò bắt cặp bổ sung (nếu có) với đích. Nếu dùng chất mảng thủy tinh,
có thể úp một phiến kính thủy tinh lên trên sau đó cho dung dịch đích đi
qua khe trống giũa chúng bởi lực mao dẫn. Một cách đơn giản khac là đặt
trực tiếp mảng trong bể nhỏ chứa dung dịch lai. Các điều kiện lai (như
18
Kỹ thuật miccroarray
nồng độ mẫu, lực ion, nhiệt độ) phụ thuộc lớn vào kích thước mẫu dò trên
mảng và phải được xác định cho từng thí nghiệm. Hiệu quả lai có thể tăng
lên nếu dung dịch lai luôn ở trạng thái động so với bề mặt mảng.
c) Xác định và phân tích tín hiệu lai
Sau khi lai, tiến hành rửa để loại bỏ đích không bắt cặp hoặc bắt cặp
không đặc hiệu với mẫu dò. Tiếp đó dùng thiết bị hiện ảnh xác định
tín hiệu lai do chất đánh dấu trên đích phát ra. Cường độ tín hiệu cho

phép đánh giá tương đối hiệu quả bắt cặp giữa đích và mẫu dò. Điều
đáng nói ở đây là lượng dữ liệu cần phân tích trong thí nghiệm
microarray rất lớn do trên mảng có thể đặt hàng chục ngàn mẫu dò.
Tương ứng với nó là hàng chục ngàn tín hiệu, trong đó lại có những
tín hiệu nhiễu vì nhiều nguyên nhân. Do đó cần có các phần mềm
máy tính để chuẩn hóa dữ liệu, đơn giản hóa quá trình phân tích
nhằm đưa ra các kết luận nhanh và chính xác.
Các bước chuyng khi tiến hành kỹ thuật microarray là như vậy nhưng
vì có hai loại mảng ứng với mẫu dò là cDNA và oligonucleotide nên
có đôi chút khác nhau khi sử dụng chúng.
Hình 15: Hiệu quả lai khác nhau tạo ra các tín hiệu màu khác nhau trên mảng.
19
Kỹ thuật miccroarray
 Màng chứa mẫu dò cDNA
Trong hầu hết các thí nghiệm microarray thông thường, mảng được
tạo ra từ mẫu dò cDNA có kích thước tương đối lớn sẽ lai với mRNA từ
hai mẫu khác. Sau khi lai, tỷ lệ tín hiệu phát huỳnh quang của mỗi chấm sẽ
phản ánh mức độ chiếm ưu thế của sản phẩm phiên mã, trực tiếp nói lên
các đáp ứng liên quan tới điều kiện nghiên cứu.
− Ưu điểm
o Rẻ, có thể tự chế tạo.
o Cho kết quả tốt với những gen chưa biết trình tự.
o Độ dài mẫu dò lớn (xấp xỉ 2x103 bp) xuất phát từ mẫu
tham khảo thực tế nên tăng tính đặc hiệu.
o Tính đặc hiệu cao.
− Nhược điểm
o Tính tái sử dụng kém – mỗi phiến kính là duy nhất,
luôn phải có mẫu đối kính cho mỗi phiến kính .
o Cấu trúc bậc hai của cDNA làm giảm hiệu quả lai
hoặc gây ra hiện tượng lai chéo.

o Không phân biệt được các gen liên quan gần va các
gen khác nhau một nucleotide.
o Sự đan xen giữa hai kênh màu tạo ra nhiễu. Hơn nữa,
hai loại chất phát huỳnh quang khác nhau sẽ luôn tạo
ra hiệu quả lai khác nhau. Do đó, cần phải chuẩn hóa
dữ liệu.
o Không có khả năng định lượng.
o Cần lượng lớn đích.
 Màng chứa mẫu dò oligonucleotide
20
Kỹ thuật miccroarray
Các con chíp tổng hợp in situ này có thể chứa đến 6.500 gen khác nhau,
mỗi gen được đại diện bởi ít nhất một tập hợp của xấp xỉ 20 cặp mẫu dò
khác nhau. Do phương pháp này không sử dụng mẫu đối chứng và mẫu dò
có trình tự ngắn (25-60 base) nên để tăng tính chính xác và loại bỏ các tín
hiệu nhiễu người ta đã nghỉ ra mô mẫu dò bắt cặp hoàn hảo/không hoàn
hảo (MM/PM). Oligonucleotide bắt cặp hoàn hảo khác oligonucleotide bắt
cặp không hoàn hảo chỉ một base chính giữa. So sánh cường độ dấu hiệu
MM/PM để quyết định tính đặc hiệu gắn. Ô đầu tiên trong hình cho thấy
hiệu quả lai của các mẫu dò MM/PM như nhau nên không được dùng để
đánh giá. Tương tự, vùng 3 không được đánh giá vì cường độ tín hiệu lai
MM/PM như nhau, cho thấy kết quả lai không đặc hiệu. Tất cả các vùng
khác có kết quả lai đặc hiệu và là đối tượng phân tích.
− Ưu điểm
o Các điều kiện được điều khiển chính xác, chíp có
chất lượng đồng nhất và có thể so sánh hiệu quả
o Có thể xác định các gene liên quan gần.
o Có khả năng định lượng.
o Cần lượng nhỏ đích
o Mật độ mẫu dò lớn cho phép phân tích nhiều gene

hơn trên một aray.
o Chỉ dựa trên thông tin trình tự tức chỉ việc dựa trên
các trình tự đã biết và tổng hợp mẫu dò rồi gắn trên
mảng mà không phụ thuộc vào bất cứ một phương
pháp nào khác như PCR, tách dòng. . . Do đó , tránh
được sai số thực nghiệm cũng như lãng phí nếu xác
định sai dòng, cDNA hoặc chấm từ những công việc
này như gặp phải với phương pháp blot.
21
Kỹ thuật miccroarray
− Nhược điểm
o Các trình tự được chon dưa ngân hàng gene nên
có thể phải chỉnh sữa.
o Mẫu dò ngắn làm giảm độ nhạy cảm và tính đặc
hiệu.
o Không thể so sánh đồng thời sự biểu hiện gene
của hai mẫu thí nghiệm liên quan trên cùng một
mảng.
VIII. Ứng dụng
Một số ứng dụng tiêu biểu của kỹ thuật microarry như:
 Nghiên cứu biểu hiện gen
 Theo dõi sự thay đổi tiến trình hoạt động của một gen
nào đó theo tiến trình sinh học của tế bào và cơ thể
sống, khi cơ thể phát triển hay đang ở giai đoạn mắc
bệnh.
 Xác định vi sinh vật
 Tái giải trình tự
 Nghiên cứu mức độ phân bố gen chức năng
 . . .
Các ứng dung thực tế tiêu biểu của kỹ thuật microarray

như :
 Mảng (thủy tinh, nhựa) có kích thước nhỏ chứa mẫu dò
(300 ngàn – hàng triệu) cho phép chẩn đoán nhanh các
bệnh liên quan vật chất di truyền (DNA, RNA).
22
Kỹ thuật miccroarray
 Kỹ thuật hiện đại Micro Array ứng dụng vào công
nghệ hỗ trợ sinh sản IVF, ICSI sẽ cho tỷ lệ đậu thai
thành công lên đến 80-90%.
 Phát triển kỹ thuật microaraay trong quản lý môi
trường trên diện rộng. Cần phân tích một lượng mẫu
sinh học khổng lồ. Điều này không thể đạt được ở
những kỹ thuật trước đây.
IX. Kết luận
Kỹ thuật microarray mới ra đời mới ra đời nhưng đã phát
triển rất mạnh mẽ. Có thể thấy rằng nhiều kỹ thuật microarray đã
và đang được phát triển để giải quyết các vấn đề phức tạp trong
sinh học phân tử, y học, di truyền, giải quyết các vấn đề môi
trường.
Phát triển kỹ thuật microarray, mẫu dò không chỉ là
DNA, RNA mà còn là protein, hóa chất, peptide. . .Mảng cũng
được cải tiến để phù hợp với từng mẫu dò và nâng cao hiệu quả:
Flow – Thru Chip
TM
(FTC), chip răng lược
Có thể nhận định rằng chỉ vài năm nữa thôi, tốc độ phát
triển và tính khả dụng của kỹ thuật micrroarry sẽ không thua kém
sự phát triển và khả năng ứng dụng thần kỳ của kỹ thuật PCR.
X. Câu hỏi trắc nghiệm
Câu 1: Nguyên lý cơ bản của phương pháp Microarray

23
Kỹ thuật miccroarray
A: Nguyên tắc của phương pháp là tạo lượng lớn các đoạn
DNA đặc thù từ DNA khuôn dựa trên cơ sở hoạt động của
DNA-polymerase để tổng hợp sợi mới bổ sung
B:Dựa trên cơ sở kĩ thuật lai nucleic acid trong đó, một
mảnh DNA đã biết được sử dụng làm mẫu dò để tìm kiếm
trình tự bổ sung của nó
C: Dựa theo nguyên tắc biến tính và hồi tính của phân tử
DNA
Câu 2: Tại sao phương pháp Microarray dễ tiến hành hơn
các phương pháp Southern blot, Northern blot, Western blot
A: Do sử dụng chất mảng rắn
B: Do quá trình thực hiện đơn giản
C: Do mẫu dò đa dạng( có thể DNA, RNA, Protein, Hóa
chất, Peptit)
Câu 3: Tính chất cơ chất dùng để tạo mảng là?
A: Gắn ổn định với mẫu dò, chất lượng dữ liệu cao
B: Tín hiệu nền gây nhiễu thấp, tính chất hóa học bền đồng
nhất
C: A&B đều đúng
24
Kỹ thuật miccroarray
25