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微陣列是一種能夠同時(shí)檢測多個(gè)分子（例如核酸、肽、蛋白質(zhì)或抗體）的測定方法。它們被稱為“微"陣列，因?yàn)榉治鑫锸窃诤苄〉谋砻娣e內(nèi)測量的；例如，可以在標(biāo)準(zhǔn)載玻片（75 毫米 x 25 毫米）上分析數(shù)千個(gè)分子。這些工具在研究和臨床中具有無價(jià)的價(jià)值，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)代表了某一時(shí)間點(diǎn)發(fā)生的生物過程的大快照。用于測量蛋白質(zhì)的一種微陣列是抗體陣列。與一次僅分析一種蛋白質(zhì)的“單重"測定（例如酶聯(lián)免疫吸附測定）相比，抗體陣列提供了一種更實(shí)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(zhì)上，例如載玻片、膜或微珠。對于平面陣列，具有已知結(jié)合特異性的不同捕獲抗體以可尋址格式點(diǎn)樣到標(biāo)準(zhǔn)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(gè)珠子的蛋白質(zhì)靶標(biāo)是已知的。
抗體陣列可以生成用于多重蛋白質(zhì)檢測的定性、半定量或定量數(shù)據(jù)（圖 3）。定性數(shù)據(jù)的一個(gè)例子是僅通過肉眼評估的蛋白質(zhì)印跡條帶的強(qiáng)度。然而，通過定性評估很難準(zhǔn)確估計(jì)光斑強(qiáng)度；因此，半定量和定量數(shù)據(jù)是優(yōu)選的。
半定量和定量數(shù)據(jù)具有一定值的熒光或化學(xué)發(fā)光輸出；例如，像素強(qiáng)度。半定量和定量數(shù)據(jù)之間的主要區(qū)別在于，定量數(shù)據(jù)具有可以與樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的標(biāo)準(zhǔn)曲線。可以通過半定量數(shù)據(jù)獲得樣品之間的相對表達(dá)差異（即倍數(shù)變化）。通過定量數(shù)據(jù)獲得精確的蛋白質(zhì)濃度。
分析所需的樣品量取決于樣品稀釋度、基質(zhì)（即膜、玻璃、珠子）和設(shè)計(jì)原理（即基于標(biāo)簽、基于夾心）。
樣品應(yīng)至少稀釋 2 倍，以避免出現(xiàn)稱為“樣品基質(zhì)效應(yīng)"(SME) 的現(xiàn)象，這是非線性稀釋響應(yīng)和不準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的常見原因。當(dāng)樣品中的蛋白質(zhì)或其他成分影響抗體與其靶分子結(jié)合的能力時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況。例如，蛋白質(zhì)可能與目標(biāo)分子結(jié)合，從而阻斷抗體的結(jié)合位點(diǎn)（圖 4A）。中小企業(yè)是已知和未知原因的結(jié)果。然而，通過適當(dāng)?shù)臉悠废♂專|(zhì)效應(yīng)可以忽略不計(jì)（圖 4B）。最佳稀釋度會(huì)根據(jù)樣品類型、實(shí)驗(yàn)和目標(biāo)分子而有所不同；因此，在運(yùn)行整個(gè)實(shí)驗(yàn)之前，用一些樣品優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件非常重要。一種可能不需要稀釋的樣品類型是尿液，因?yàn)樗牡鞍踪|(zhì)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(yīng)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(hào)。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(shí)現(xiàn)陣列上的高信噪比，因?yàn)樯锨逡旱牡鞍踪|(zhì)含量低于細(xì)胞和組織。個(gè)體之間血清和血漿中的蛋白質(zhì)濃度范圍很窄，平均總蛋白質(zhì)濃度約為 70 mg/ml。
不同的細(xì)胞和組織含有不同量的蛋白質(zhì)。因此，加載到陣列上的細(xì)胞、組織和樣品的量必須憑經(jīng)驗(yàn)確定。盡管如此，良好的起點(diǎn)是：每 100 萬個(gè)細(xì)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(gè)細(xì)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(guān)制備用于免疫測定的細(xì)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(zhì)檢測的流行選擇，因?yàn)樗鼈円子诓僮?，可以使用常見且廉價(jià)的儀器檢測其化學(xué)發(fā)光，并且它們的背景噪聲通常低于細(xì)胞和組織的玻璃基陣列裂解物。
利用基于標(biāo)記的陣列，每種樣品蛋白質(zhì)都可以與大量生物素分子結(jié)合，從而放大信號(hào)并提高靈敏度。因此，基于標(biāo)簽的陣列需要非常低的樣本量。表 1 提供了基于陣列基質(zhì)和設(shè)計(jì)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(cè)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(shè)計(jì)原理
基于標(biāo)記的抗體陣列每種蛋白質(zhì)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(yīng)，因此使用基于標(biāo)記的陣列獲得的任何結(jié)果都應(yīng)使用正交平臺(tái)（例如蛋白質(zhì)印跡）進(jìn)行驗(yàn)證。 RayBiotech 提供用于多重蛋白質(zhì)檢測的高密度標(biāo)記陣列（L 系列），可測量多達(dá) 6,000 種人類蛋白質(zhì)；第1308章 鼠類蛋白； 1500 種大鼠蛋白；或同時(shí) 500 個(gè)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(shù)據(jù)
固體支撐：玻璃和膜
生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)的選擇
基于三明治的陣列具有非常高的特異性，因?yàn)?/span>每種蛋白質(zhì)需要兩種不同的抗體才能檢測到固定化蛋白質(zhì)（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(jìn)行廣泛的抗體篩選。抗體不僅必須與同一蛋白質(zhì)上的不同區(qū)域（或表位）結(jié)合，而且表位必須易于在平臺(tái)上結(jié)合。在某些情況下，兩種抗體可能不會(huì)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(zhì)的夾心陣列。這些陣列可以測量多達(dá)1,200 種人類蛋白質(zhì)； 640 種小鼠蛋白質(zhì)；或同時(shí) 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(shù)據(jù)。
低密度到高密度
最高特異性：每個(gè)靶標(biāo)有兩種抗體（即抗體對）
半定量和定量數(shù)據(jù)
固體支持物：玻璃、膜和珠子
臨床試驗(yàn)和生物標(biāo)志物驗(yàn)證的選擇
表 2 提供了 RayBiotech 提供的基于標(biāo)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(zhì)檢測的定性、半定量或定量數(shù)據(jù)之間做出決定的決策樹。
表 2. 基于標(biāo)簽和 Sandwich-based的抗體陣列的比較
抗體陣列是一種用于蛋白質(zhì)分析和多重蛋白質(zhì)檢測的強(qiáng)大技術(shù)?？贵w芯片具有不同類型的格式和數(shù)據(jù)輸出，可以滿足不同的研究需求和能力?？赏瑫r(shí)分析數(shù)百至數(shù)千種蛋白質(zhì)的高密度陣列是大規(guī)模蛋白質(zhì)分析和生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)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(shí)間或儀器有限的實(shí)驗(yàn)室提供完整的測試服務(wù)。
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