一、基因芯片是什么

通過(guo)微加工(gong)技術 ，將(jiang)數以(yi)萬計、乃至百萬計的特定序列的DNA片(pian)段（基(ji)因探針），有規律(lv)地排(pai)列(lie)固(gu)定于2cm2 的(de)硅片、玻片 等支(zhi)持物(wu)上，構成(cheng)的(de)一個二維DNA探針(zhen)陣列，與(yu)計算機的電子芯片十分相似，所以被(bei)稱(cheng)為基因(yin)芯片。

基因芯片(pian)的測(ce)序(xu)(xu)原理是雜交測(ce)序(xu)(xu)方法，即通過與一(yi)組(zu)已(yi)知序(xu)(xu)列的核酸探針雜交進(jin)行核酸序(xu)(xu)列測(ce)定的方法，在一(yi)塊基片(pian)表(biao)面固定了序(xu)(xu)列已(yi)知的靶核苷酸的探針。當溶(rong)液中(zhong)帶有熒光(guang)標記的核酸序(xu)(xu)列TATGCAATCTAG，與基因芯片上對(dui)應位置(zhi)的核酸探(tan)針(zhen)(zhen)產生互補(bu)匹配時，通(tong)過確定熒光(guang)強(qiang)度最(zui)強(qiang)的探(tan)針(zhen)(zhen)位置(zhi)，獲得一(yi)組序(xu)列(lie)完全(quan)互補(bu)的探(tan)針(zhen)(zhen)序(xu)列(lie)。據此可(ke)重組出(chu)靶(ba)核酸的序(xu)列(lie)。

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二、基因芯片技術原理

1、DNA探針的(de)大量收集(ji)和(he)純化(hua)，基因芯片探針制(zhi)備(bei)方法可(ke)以是根據基因設計特異性的(de)PCR引(yin)物，對基(ji)因(yin)進行特異性(xing)地(di)擴張，也可以是建立均(jun)一(yi)化的DNA文庫，通過克隆鑒定、篩選(xuan)、擴增產(chan)生；

2、將純(chun)化(hua)(hua)(hua)后(hou)的探(tan)針固(gu)定在片(pian)基上，首(shou)先要(yao)將基片(pian)（主要(yao)用的是(shi)玻(bo)璃片(pian)）進行(xing)特殊的化(hua)(hua)(hua)學處(chu)理，使玻(bo)璃片(pian)醛(quan)基化(hua)(hua)(hua)或(huo)氨基化(hua)(hua)(hua)，然后(hou)將純(chun)化(hua)(hua)(hua)的探(tan)針通過顯微打印(yin)或(huo)噴打在基片(pian)上，再將打印(yin)好的玻(bo)璃片(pian)進行(xing)后(hou)處(chu)理，如水合化(hua)(hua)(hua)、加(jia)熱(re)或(huo)紫外交聯等；

3、樣(yang)品的標記，標記的方法(fa)一般是(shi)采(cai)用逆轉錄法(fa)或隨機引物延伸法(fa)等；

4、雜交后芯片的掃描、圖像處(chu)理的采(cai)集和數(shu)據分析。

三、基因芯片的特點

1、高通(tong)量(liang)、多參(can)數同步分析

目(mu)前基因芯片(pian)制作工藝可達到在(zai)1cm2的(de)載體平面上(shang)固定數(shu)萬至數(shu)十萬的(de)探針，可(ke)對(dui)樣品中數(shu)量巨大的(de)相關(guan)基因，甚至整個基因組(zu)及信息進(jin)行同步檢測(ce)和(he)分析。

2、快速(su)全自動分析

在一(yi)定的(de)條(tiao)件(jian)下使樣品中的(de)靶(ba)基(ji)因片(pian)段同(tong)時與芯片(pian)的(de)多個探針(zhen)進行雜交，并(bing)采用掃描儀器測量雜交信(xin)號和分(fen)析處理數據。從(cong)而，從(cong)根本上提高(gao)了(le)測量工作(zuo)的(de)速(su)度和效率(lv)，也(ye)極大降低了(le)測量工作(zuo)的(de)強(qiang)度和難度。

3、高精確度分析

由于芯片(pian)上的(de)每(mei)一(yi)點，即(ji)每(mei)個探針(zhen)都可以精確(que)定位和選址，加(jia)上每(mei)個探針(zhen)都可以精確(que)設計(ji)及(ji)制備，因(yin)此可以精確(que)檢測出不同(tong)的(de)靶基因(yin)、同(tong)一(yi)靶基因(yin)不同(tong)的(de)狀(zhuang)態(tai)以及(ji)在一(yi)個堿基上的(de)差別(bie)。

4、高精密度分析

商(shang)品化芯片制作上的精(jing)密(mi)及(ji)檢測試劑(ji)和方法上的統(tong)一(yi)在(zai)一(yi)定(ding)程度(du)上保證了芯片檢測的高(gao)精(jing)密(mi)度(du)和重現性(xing)，使不同(tong)(tong)批(pi)次乃(nai)至不同(tong)(tong)實驗室(shi)之間(jian)的檢測結果，可以進行有(you)效比對及(ji)分析。

5、高靈(ling)敏度(du)分析

基因芯片選用了(le)不易產(chan)生擴(kuo)散作用的(de)(de)載體，探針及(ji)樣(yang)品靶基因的(de)(de)的(de)(de)雜交點非常(chang)集中，加上雜交前樣(yang)品靶基因的(de)(de)擴(kuo)增和雜交后檢(jian)測(ce)信(xin)號的(de)(de)擴(kuo)張，極大(da)地提高(gao)了(le)檢(jian)測(ce)的(de)(de)靈敏度，可以(yi)檢(jian)測(ce)出1個細(xi)胞中低(di)至1個拷貝的靶(ba)基因，從(cong)而使檢測所需(xu)的樣品量大幅度(du)減少，一般(ban)只(zhi)需(xu)要(yao)10～20μL樣品。