隨著分子生物學(xué)芯片技術(shù)研究工作的進(jìn)一步深入開(kāi)展，DNA芯片技術(shù)已經(jīng)被逐漸應(yīng)用于對(duì)生物樣品中的各種已知或未知的核酸序列表達(dá)的檢測(cè)和比較研究。但是，作為生物體細(xì)胞中實(shí)施化學(xué)反應(yīng)功能成分的蛋白質(zhì)，其相當(dāng)部分與活性基因所表達(dá)的mRNA之間未能顯示出直接的關(guān)系，因此使作為高通量基因表達(dá)分析平臺(tái)的cDNA芯片技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程受到一定的限制。另外，由于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)象方面的各種微小的化學(xué)變化均能引起活性或功能的改變，為了進(jìn)一步揭示細(xì)胞內(nèi)各種代謝過(guò)程與蛋白質(zhì)之間的關(guān)系以及某些疾病發(fā)生的分子水平的機(jī)制，必須對(duì)蛋白質(zhì)的功能進(jìn)行更深入的研究。隨著DNA芯片技術(shù)的不斷成熟以及基因研究所取得的令人矚目的成果，進(jìn)一步推動(dòng)了蛋白質(zhì)功能的研究及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，蛋白芯片技術(shù)也就應(yīng)運(yùn)而生。

蛋白芯片技術(shù)的基本原理是將各種蛋白質(zhì)有序地固定于滴定板、濾膜和載玻片等各種載體上成為檢測(cè)用的芯片，然后，用標(biāo)記了特定熒光抗體的蛋白質(zhì)或其他成分與芯片作用，經(jīng)漂洗將未能與芯片上的蛋白質(zhì)互補(bǔ)結(jié)合的成分洗去，再利用熒光掃描儀或激光共聚焦掃描技術(shù)，測(cè)定芯片上各點(diǎn)的熒光強(qiáng)度，通過(guò)熒光強(qiáng)度分析蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間相互作用的關(guān)系，由此達(dá)到測(cè)定各種蛋白質(zhì)功能的目的。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，首先必須通過(guò)一定的方法將蛋白質(zhì)固定于合適的載體上，同時(shí)能夠維持蛋白質(zhì)天然構(gòu)象，也就是必須防止其變性以維持其原有特定的生物活性。另外，由于生物細(xì)胞中蛋白質(zhì)的多樣性和功能的復(fù)雜性，開(kāi)發(fā)和建立具有多樣品并行處理能力、能夠進(jìn)行快速分析的高通量蛋白芯片技術(shù)將有利于簡(jiǎn)化和加快蛋白質(zhì)功能研究。

在多年的蛋白芯片技術(shù)的研究過(guò)程中，研究者為了尋找合適的物質(zhì)作為蛋白的載體進(jìn)行了不懈的探索。例如日本學(xué)者利用含有陽(yáng)離子表面活性劑（HTAB）脂質(zhì)體作為載體，通過(guò)戊二醛作用使其與一種鐵蛋白包裹外殼的成分結(jié)合組裝制備成一種納米水平的裝配體，這種裝配體可以在適當(dāng)?shù)膒H條件下使鐵蛋白分子進(jìn)入并固定于包裹外殼內(nèi)面，形成蛋白質(zhì)的載體。有人利用某些固體表面或覆蓋上含有電解質(zhì)的薄膜作為載體，可以將膠體蛋白質(zhì)顆粒成分轉(zhuǎn)移至薄膜上形成蛋白芯片。Uetz等在分析啤酒酵母基因組序列全長(zhǎng)度閱讀框架編碼各種蛋白質(zhì)的相互作用時(shí)，使用不同孔數(shù)的平板作為載體，建立了約含有6 000個(gè)酵母轉(zhuǎn)化株組成的平板蛋白芯片系統(tǒng)，平板上的每一個(gè)小孔中含有一個(gè)酵母轉(zhuǎn)化株，可以根據(jù)其活性功能區(qū)開(kāi)放閱讀框架的編碼表達(dá)生成一種蛋白質(zhì)，這個(gè)系統(tǒng)可以用于蛋白質(zhì)功能的檢測(cè)和分析。Arenkov等利用聚丙烯酰胺凝膠板作為支持物，將蛋白樣品置于凝膠上，然后經(jīng)過(guò)電泳分離，使其成為蛋白的陣列用于進(jìn)一步的研究。zui近，哈佛大學(xué)蛋白芯片研究中心Gavin等利用制備DNA芯片的高精密度機(jī)械手的針狀點(diǎn)樣槍頭在只有顯微鏡載玻片一半大小的玻片上，制備了第1張含有樣品點(diǎn)數(shù)為10 800的蛋白芯片。這張芯片用已純化的蛋白G按每點(diǎn)為1納升的點(diǎn)樣量點(diǎn)樣10 799次，另一次用FRB（FK-BRl2—rapamycinbinding domain Of FKBP-rapamycin-associatedprotein）點(diǎn)樣。為了確保不同分子量的點(diǎn)樣蛋白質(zhì)都能夠被固定在玻片上，他們首先在玻片表面涂上BSA，然后使用N，N，—二琥珀酰胺碳酸（N，N’—disuccinimidyl carbonate）激活BSA表面的賴(lài)氨酸、天冬氨酸和*殘基成為BSA-NHS玻片，其作用是促進(jìn)BSA與點(diǎn)樣蛋白質(zhì)的結(jié)合而使蛋白質(zhì)被固定于玻片上。在制備芯片過(guò)程中，為了保證被固定在載體上的蛋白質(zhì)依然保持天然的構(gòu)象和生物學(xué)活性，他們?cè)诘鞍踪|(zhì)點(diǎn)樣的磷酸鹽緩沖液中加入40％的甘油，以防止因水分的蒸發(fā)而造成蛋白質(zhì)變性。點(diǎn)樣后再經(jīng)3h的溫浴并將芯片浸泡于含有小牛血清蛋白（BSA）的緩沖液中，使芯片表面含有一層小牛血清蛋白，用于封閉與其他蛋白質(zhì)產(chǎn)生非特異性結(jié)合的部位及在表面未參加反應(yīng)的醛基。為了檢測(cè)芯片的應(yīng)用，他們用不同熒光抗體分別標(biāo)記能與蛋白G和FRB特異結(jié)合的IgG和FKBPl2（12Kd FK506—bindingprotein）并作用于蛋白芯片，觀察這些蛋白質(zhì)與蛋白芯片的相互作用，其結(jié)果清晰地顯示芯片上的蛋白G和單一的FRB點(diǎn)樣分別被標(biāo)上藍(lán)色和紅色熒光。該實(shí)驗(yàn)研究建立了蛋白質(zhì)樣品微量點(diǎn)樣技術(shù)并使蛋白質(zhì)固定于載體上時(shí)能夠保留原有的構(gòu)象和生物學(xué)活性，這為今后對(duì)蛋白質(zhì)多樣品的并行研究或快速分析——為制備高通量功能檢測(cè)的蛋白芯片奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。