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癌症诊断的未来:通过自动微阵列点样仪增强精确度

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癌症诊断的未来:通过自动微阵列点样仪增强精确度

在癌症诊断领域,精确性和有效性是两个重要因素。技术的进步为开创性的方法打开了大门,这些方法彻底改变了该领域。其中一项具有深刻影响的创新是自动微阵列点样仪。这彻底改变了我们检测和分析基因信息的方式,为癌症的准确诊断提供了更深入的理解。在这篇博客文章中,我们将了解微阵列的世界,并探索自动化如何解决微阵列的潜在应用,推动精准医疗的未来。

微阵列揭示了癌症细胞复杂的基因构成,改变了癌症诊断的格局。通过同时分析数千个基因的表达,微阵列可以全面了解各种癌症的分子基础。这些信息提供精确表征预测评估和个性化的治疗选择。

 DNA微阵列

 DNA微阵列是基于分子生物学分析基因表达的主要工具之一。DNA微阵列,也称为基因芯片或DNA芯片,是一种载玻片或硅基底,包含数千至数百万个称为探针的微小斑点。探针是与基因组中感兴趣的特定基因或区域互补的短DNA序列。从患者身上收集癌症组织或细胞,并进行处理以提取RNA,代表携带基因表达信息的遗传物质(图1)。RNA被逆转录成互补DNA(cDNA),然后用荧光染料标记。将来自患者样品的标记的cDNA与DNA微阵列混合。cDNA通过杂交与微阵列上的互补探针结合。当cDNA和探针的序列互补时,杂交发生,从而形成cDNA探针对。使用激光或其他合适的成像系统扫描微阵列载片,该成像系统检测由标记的cDNA发射的荧光信号。微阵列上的每个点对应于特定的基因或基因组区域,并且荧光信号的强度表示基因表达水平。使用生物信息学工具和软件对从微阵列图像获得的荧光强度数据进行处理和分析。分析包括比较癌组织和正常组织之间或不同癌症亚型之间不同基因的表达水平。应用统计学方法来鉴定癌症细胞中显著上调或下调的基因。基于通过微阵列分析确定的基因表达模式,临床医生和研究人员可以深入了解癌症的分子特征,将肿瘤分为不同的亚型,预测,并指导治疗决策。已鉴定的基因特征可以作为癌症诊断、预测评估和靶向治疗发展的潜在生物标志物。DNA微阵列技术通过分析癌症细胞中的基因表达谱,提供了与癌症相关的分子改变的全面观点。

图1.用于检测癌症细胞基因表达的DNA微阵列的工作流程

细胞微阵列

细胞微阵列是另一种可用于癌症诊断的微阵列。它涉及以空间组织的方式将细胞固定在固体基质上,从而对细胞行为、分子谱和对治疗剂的反应进行高通量分析(图2)。细胞微阵列使研究人员能够分析癌症细胞中多种生物标志物的表达水平。通过用特异性抗体或荧光探针对微阵列细胞进行染色,研究人员可以识别和量化与癌症相关的特异性蛋白质或遗传标记物的存在。这些信息可以帮助不同类型癌症的诊断、分类和预测。此外,细胞微阵列有助于评估癌症细胞对各种抗癌药物或治疗剂的反应。通过用不同的化合物处理微阵列细胞,研究人员可以评估癌症细胞对特定药物的敏感性或耐药性。这些信息有助于指导治疗决策和个性化治疗方法的开发。

图2:用于检测循环肿瘤细胞的细胞微阵列示意图

微阵列的构建

然而,人工构建微阵列具有固有的局限性,如定位不准确、耗时的过程、再现性挑战、低产量和标准化困难。为了克服这些限制并揭示微阵列技术在癌症诊断中的全部潜力,自动化的集成变得至关重要。Aurora VERSA微阵列点样仪通过提供精确和一致的点样、增加的吞吐量和改进的再现性来解决这些挑战。台湾大学的一个研究小组使用我们的VERSA微阵列点样仪开发了一种新型的基于纳升级移液的细胞处理平台,旨在评估抗癌治疗中的药物协同作用。纳升级移液细胞处理平台为研究药物组合提供了一种很有前途的方法,通过识别有效的协同药物对,有可能改善癌症治疗。凭借其无与伦比的精度、高通量效率、多功能性、用户友好的软件和简化的自动化,VERSA微阵列点样仪使研究人员能够在癌症研究中达到新的高度。

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