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隨著大量生物體全基因組序列的獲得，特別是人類基因組序列草圖的完成，基因組學研究重點不可避免地從結構基因組學轉向功能基因組學，而蛋白質組學（proteom）正是作為功能基因組研究的重要支柱在上世紀90年代中期應運而生。蛋白質組是指一個基因，一個細胞或組織所表達的全部蛋白質成分。蛋白質組學研究的是在不同時間和空間發揮功能的特定蛋白質群體，從而揭示和說明生命活動的基本規律。蛋白質組學可以分為三個領域：①蛋白質的大規模的分離與鑒定，以及它們的表達后修飾；②蛋白水平的差異顯示在疾病中的運用；③運用當前的一切手段研究蛋白質與蛋白質之間的相互關系。與基因組相比蛋白質組具有多樣性和可變性。對一個機體而言，基因的數目是恒定的，而蛋白質的種類和數目在同一個機體的不同細胞中各不相同，即使同一細胞在不同的時期，不同條件下，其蛋白質表達也不同。雖然可以通過cDNA芯片等方法顯示生物體的基因啟動狀況，但mRNA水平（包括mRNA的種類和含量）并不能完全反映出蛋白質的表達。另外從研究手段方面來說，蛋白質研究技術比基因技術相對要復雜和困難，不僅氨基酸殘基數量多于核甘酸殘基，而且在蛋白質組研究中沒有一種方法象PCR那樣能迅速擴增目的片段，這樣對于豐度低但功能重要的蛋白質很難進行大規模的研究。

目前，蛋白質組學研究的主要技術包括：雙向（二維）聚丙烯酰胺凝膠電泳（結合等電聚焦和IEJK）分離蛋白質，在固相載體上形成蛋白質-多肽圖譜，用敏感的方法染色（如銀染）并用圖像分析電子計算機進行鑒定；將蛋白質點切下，用酶消化，進一步用氨基酸分析、質譜分析等進行鑒定；或結合蛋白質的毛細管電泳，高效液相色譜技術（HPLC）以至蛋白質芯片進行鑒定。

蛋白質芯片是近年來蛋白質組學研究中興起的一種新的方法，它類似于基因芯片，是將蛋白質點到固相物質上，然后與要檢測的組織或細胞等進行“雜交”，再通過自動化儀器分析得出結果。這里所指的“雜交”是指蛋白與蛋白之間如（抗體與抗原）在空間構象上能特異性的相互識別。此方法與傳統的研究方法相比具有如下優點：①蛋白質芯片是一種高通量的研究方法，能在一次實驗中提供相當大的信息量，使我們能夠全面、準確的研究蛋白表達譜，這是傳統的蛋白研究方法無法做到的。②蛋白質組芯片的靈敏度高，它可以檢測出蛋白樣品中微量蛋白的存在，檢測水平已達ng級。美國科學家Haab等運用綠色熒光標記抗體微陣列，用紅色熒光標記蛋白混和物，并運用計算機識別（R/G）的信號強弱，來進行檢測，檢測水平可達到1ng/ml.③蛋白質芯片具有高度的準確性。

蛋白質組芯片可用于蛋白質組學研究中的各個領域，具體來說大致可分為三個方面：研究蛋白質與蛋白質之間的相互作用，篩選新的蛋白質；蛋白質芯片能夠用于現在其它方法不能檢測到的，如蛋白質-藥物、蛋白質-脂質之間的相互作用；蛋白質組芯片還可用于檢測蛋白與小分子物質的作用。例如蛋白質與DNA，RNA分子等。蛋白質芯片的制作是決定其運用的關鍵因素之一，蛋白質組芯片的制作比當前流行DNA芯片制作要復雜，特別是涉及大量不同種類的蛋白的高效表達與純化。因此，蛋白質芯片制作存在費時、費力且成本較高等不足，限制了其在臨床的應用。