声明：，，，。概况

　　DNA芯片技能，实践上便是一种大规模集成的固相杂交，是指在固相支持物上原位组成(in situ synthesis)寡核苷酸或许直接将很多预先制备的DNA探针以显微打印的办法有序地固化于支持物外表，然后与符号的样品杂交。经过对杂交信号的检测剖析，得出样品的遗传信息(基因序列及表达的信息)。由于常用计算机硅芯片作为固相支持物，所以称为DNA芯片。依据芯片的制备办法能够将其分为两大类：原位组成芯片和DNA微集阵列(DNA microarray)。芯片上固定的探针除了DNA，也能够是cDNA、寡核苷酸或来自基因组的基因片段，且这些探针固化于芯片上构成基因探针阵列。因而，DNA芯片又被称为基因芯片cDNA芯片、寡核苷酸阵列等。

　　作为新一代基因确诊技能，DNA芯片的杰出特色在于快速、高效、灵敏、经济，平行化、自动化等，与传统基因确诊技能比较，DNA芯片技能具有显着的优势：①基因确诊的速度明显加速，一般可于30 min内完结。若选用操控电场的办法，杂交钻探几叠时刻可缩至1 min乃至数秒钟。②检测效率高，每次可一起检测成百上千个基因序列，使检测进程平行化。③基因确诊的本钱下降。④芯片的自动化程度明显进步，经过显微加工技能，将核酸样品的应员才别离、扩增、符号及杂交检测等进程显微安排在同一块芯片内部，构建成缩微芯片试验室。⑤由于是全关闭，避免了穿插感染；且经过操控分子杂交的谨慎度，使基因确诊的假阳性率、假阴性率明显下降。

　　DNA芯片技能在肿瘤基因表达谱差异研讨、基因突变、基因测序、基因多态性剖析、微生物挑选判定、遗传病产前确诊等方面运用广泛。如感染性疾病是由于病原微生物(病毒、细菌、寄生虫等)侵入机体而引起。现已取得一些生物的悉数基因序列，包含141种病毒，几种细菌(流感嗜血杆菌、产甲烷球菌、支原体M.genitalium及试验室常用的大肠杆菌等)和一种真核生物(酿酒酵母)，且数量还在增加。因而，将一种或几种病原微生物的悉数或部分特异的保守序列集成在一块芯片上，可快速、简洁地检测出病原体，从而对疾病作出确诊及辨别确诊。用DNA芯片技能能够快速、简洁地搜索和剖析DNA多态性，极大地推进法医生物学的开展。比方将个别SNPs规划在一块DNA芯片上，与样品DNA杂交，即可判定基因的差异。人的体型、长相约与500多个基因相关，运用DNA芯片原则上能够揭示人的外表特征、脸型、长格道愚持平，这比一般含义的DNA指纹谱又进了一步。 运用DNA芯片还能够在胚胎前期对胎儿进行遗传病相关基因的监测及产前确诊，为人口优生供给有力确保；并且能够全面监测200多个与环境影响相关的基因，这对生态、环境操控及人口健康有着重要含义。

　　DNA芯片技能首要包含四个首要进程：芯片制备、样品制备、杂交反响和信号检测和成果剖析。

　　1、芯片制备-制备芯片首要以玻璃片或硅片为载体，选用原位组成和微矩阵的办法将寡核苷酸片段或cDNA作为探针按顺序排列在载体上。芯片的制备除了用到微加工工艺外，还需要运用机器人技能。以便能快速、精确地将探针放置到芯片上的指定方位。

　　2、样品制备-生物样品往往是杂乱的生物分子混合体，除少数特别样品外，一般不能直接与芯片反响，有时样品的量很小。所以，必须将样品进行提取、扩增，获取其间的蛋白质或DNA、RNA，然后用荧光符号，以进步检测的灵敏度和运用者的安全性。

　　3、杂交反响-杂交反响是荧光符号的样品与芯片上的探针进行的反响发生一系列信息的进程。挑选适宜的反响条件能使生物分子间反响处于最佳情况中，削减生物分子之间的错配率。

　　4、信号检测和成果剖析-杂交反响后的芯片上各个反响点的荧拜船光方位、荧光强弱经过芯片扫描仪和相关软件能够剖析图画，将荧光转换成数据，即能够取得有关生物信息。基因芯弃钻道片技能开展的最终目标是将从样品制备、杂交反响到信号检测的整个剖析进程集成化以取得微型全剖析体系（micrototalanalyticalsystem）或称缩微芯片试验室（laboratoryonachip）。劝誉境运用缩微芯片试验室，就能够在一个关闭的体系内以很短的时刻完结从原始样品到获取所需剖析成果的全套操作。

　　生物芯片技能是经过缩微技能，依据分子间特异性地相互作用的原理，将生命科学范畴中不接连的剖析进程集成于硅芯片或玻璃芯片外表的微型生物化学剖析体系，以完成对细胞蛋白质、基因及其它生物组分的精确、快速、大信息量的检测。依照芯片跨尝想鸦上固化的生物资料的不同，能够将生物芯片划分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片和安排芯片。生物芯片技能与传统的仪器检测办法比较具有高通量、微型化、自动化、本钱低、防污染等特色。依照生物芯片的制造技能，能够将生物芯片划分为微矩阵和原位组成芯片。鉴于生物芯片技能范畴的飞速开展，美国科学促进会将生物芯片评为1998年的十大科技打破之一，以为生物芯片技能将是继大规模集成电路之后的又一次具有深远含义的科学技能革命。

　　成功的生物芯片方法是以基因序列为剖析目标的“微阵(microarray)”，也被称为基因芯片(Genechip)DNA芯片(DNAchip)。依照载体上点的DNA品种的不同，基因芯片可分为寡核苷酸和cDNA两种芯片。依照基因芯片的用处可分为表达谱芯片、确诊芯片、指纹图谱芯片、测序芯片、毒理芯片等等。早在八十年代初期,Bains等人就用杂交的办法对固定在支持物上的短DNA片段进行序列测定。基因芯片技能从试验阶段走向工业化是得益于其他技能的引进，如激光共聚集显微技能、探针固相原位组成技能与照相平板印刷技能的结合和双色荧光探针杂交体系的树立。90年代初期人类基因组方案（HumanGenomeProject,HGP）和分子生物学相关学科的开展也为基因芯片技能的呈现和开展供给了有利条件。1992年，Affymatrix公司Fodor领导的小组运用半导体照相平板技能，对原位组成制备的DNA芯片作了初次报导，这是国际上榜首块基因芯片。1995年，Stanford大学的P.Brown试验室发明晰榜首块以玻璃为载体的基因微矩阵芯片。标志着基因芯片技能进入了广泛研讨和运用的时期。

　　1、靶基因用于芯片点样的是靶基因。靶基因可分为染色体DNA（或基因组DNA）、cDNA（或人工组成DNA）。以cDNA的研讨为主，由于cDNA是染色体上编码蛋白质的DNA序列，有医疗和其他范畴的研讨价值和商业价值。 2、制备技能基因芯片的制备归纳了生命科学、化学染料、微电子技能、激光、计算学等范畴的前沿技能，首要包含芯片的制备（挑选点样仪和玻片、靶基因的扩增和固定）、杂交探针的制备（mRNA的抽提、mRNA的逆转录、PCR和探针荧光符号）、杂交条件的优化技能（杂交液、杂交条件和洗刷条件的挑选）和数据剖析技能。其间，基因芯片的制备首要依赖于微细加工（microfabrication）、自动化（automatism）及化学组成技能。一般比较典型的DNA芯片制备办法有3种：（1）原位组成法（insitusynthesis）以Affymetrix公司开发的光引导原位组成法为代表（2）组成点样法又依据是否与芯片的外表触摸分为化学喷射法和触摸式点涂法，别离以IncytePharmaceutical公司和Stanford大学为代表（3）压电法经过运用4支别离装有A、T、G、C核苷的压电喷头在芯片上作原位DNA探针组成。

　　基因芯片技能运用范畴首要有基因表达谱剖析、新基因发现、基因突变及多态性剖析、基因组文库作图、疾病确诊和猜测、药物挑选、基因测序等。别的基因芯片在农业、食物监督、环境保护、司法判定等方面都将作出重大贡献。基因芯片的飞速开展引起国际各国的广泛注重和注重。 鉴于基因芯片的巨大潜力和诱人的远景，基因芯片已成为各国学术界和工业界研讨和开发的热门。尤其在美国，正处于人类基因组方案以来的第2次浪潮之中，美国总统克林顿在1998年1月的国情咨文中指出：“在未来的12年内，基因芯片将为咱们终身的疾病防备指点迷津”。1998年6月29日美国宣告正式发动基因芯片方案，联合私家出资组织投入了20亿美元以上的研讨经费。国际各国也开端加大投入，以基因芯片为中心的相关工业正在全球兴起，美国已有8家生物芯片公司股票上市，均匀每年股票上涨75%，专家今计算：全球生物芯片工业产值为10亿美元左右，估计往后5年之内，生物芯片的商场出售可到达200亿美元以上。美国财富杂志载文：在20世纪科技史上有两件事影响深远，一是微电子芯片，它是计算机和许多家电的心脏，它改动了咱们的经济和文化日子，并已进入每一个家庭；另一件事便是生物芯片它将改动生命科学的研讨办法，改造医学确诊和医治，极大地进步人口素质和健康水平。鉴于生物芯片技能具有巨大理论含义和实践价值，基因芯片研讨在国内也有了很快的开展，例如，复旦大学、中科院上海冶金所、清华大学、联合基因有限公司、军事医学科学院、中科院上海细胞所等单位已在生物芯片技能方面取得了较大打破，信任不久将有我国出产的生物芯片产品投放商场。

　　总归，以基因芯片为代表的生物芯片技能的深入研讨和广泛运用，将对21世纪人类日子和健康发生极端深远的影响。