一、基因芯片是什么

通過(guo)微(wei)加工技術 ，將數以(yi)萬(wan)計、乃(nai)至百萬(wan)計的(de)特定序列的(de)DNA片段（基(ji)因探針），有(you)規律地排列固定于2cm2 的硅片、玻片 等支持物上(shang)，構(gou)成的一個二(er)維(wei)DNA探針(zhen)陣列，與計算機(ji)的電子(zi)芯(xin)片十分(fen)相似(si)，所(suo)以被稱(cheng)為基(ji)因(yin)芯(xin)片。

基因芯片的(de)(de)(de)測(ce)(ce)序(xu)(xu)(xu)(xu)原(yuan)理是雜(za)交測(ce)(ce)序(xu)(xu)(xu)(xu)方法，即通(tong)過與一組已知序(xu)(xu)(xu)(xu)列的(de)(de)(de)核(he)酸(suan)(suan)探針雜(za)交進行核(he)酸(suan)(suan)序(xu)(xu)(xu)(xu)列測(ce)(ce)定的(de)(de)(de)方法，在(zai)一塊基片表面固(gu)定了序(xu)(xu)(xu)(xu)列已知的(de)(de)(de)靶核(he)苷酸(suan)(suan)的(de)(de)(de)探針。當溶(rong)液中帶(dai)有熒光(guang)標(biao)記的(de)(de)(de)核(he)酸(suan)(suan)序(xu)(xu)(xu)(xu)列TATGCAATCTAG，與基因(yin)芯(xin)片上對應位置的(de)(de)核(he)酸探針產生互補匹配(pei)時，通過確(que)定熒光強(qiang)度最強(qiang)的(de)(de)探針位置，獲(huo)得一組(zu)序列完(wan)全互補的(de)(de)探針序列。據此可重組(zu)出靶(ba)核(he)酸的(de)(de)序列。

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二、基因芯片技術原理

1、DNA探(tan)針的(de)大量收集和純化，基因芯(xin)片探(tan)針制備方法可以是根據基因設計特異性的(de)PCR引(yin)物(wu)，對(dui)基(ji)因進行(xing)特異(yi)性地擴張，也可以是建立均一化的DNA文庫，通過克隆(long)鑒定、篩選、擴增產生；

2、將(jiang)純化(hua)(hua)(hua)后的(de)(de)探針固(gu)定在片基上，首先要將(jiang)基片（主要用的(de)(de)是玻璃片）進(jin)行(xing)特殊的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)處理，使玻璃片醛基化(hua)(hua)(hua)或(huo)氨基化(hua)(hua)(hua)，然后將(jiang)純化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)探針通(tong)過顯微(wei)打(da)印或(huo)噴打(da)在基片上，再將(jiang)打(da)印好(hao)的(de)(de)玻璃片進(jin)行(xing)后處理，如水合化(hua)(hua)(hua)、加(jia)熱或(huo)紫外交聯等(deng)；

3、樣品(pin)的(de)標記，標記的(de)方法一(yi)般(ban)是采用逆轉錄(lu)法或隨機引物延伸法等；

4、雜交后芯片(pian)的掃(sao)描、圖像處理的采集和數據(ju)分析。

三、基因芯片的特點

1、高通量、多參(can)數同步分析

目(mu)前基(ji)因芯片制作工(gong)藝可達到在1cm2的(de)載(zai)體平面上固(gu)定數(shu)萬(wan)至數(shu)十(shi)萬(wan)的(de)探針，可對樣(yang)品中數(shu)量巨大的(de)相關(guan)基因，甚至整個基因組(zu)及信息進行(xing)同步(bu)檢測和分析。

2、快速全自動分(fen)析

在一定的條件下使樣品中的靶基因片段(duan)同時與芯片的多(duo)個(ge)探針進行雜交(jiao)，并采用(yong)掃描儀器測量(liang)雜交(jiao)信號(hao)和(he)(he)分(fen)析處(chu)理數據。從(cong)而，從(cong)根本上提高了測量(liang)工作的速度(du)和(he)(he)效率，也極大(da)降(jiang)低(di)了測量(liang)工作的強度(du)和(he)(he)難度(du)。

3、高精(jing)確度分析(xi)

由于芯(xin)片上(shang)的(de)每(mei)一點，即每(mei)個(ge)探針都(dou)(dou)可以(yi)精確(que)定(ding)位和選址，加上(shang)每(mei)個(ge)探針都(dou)(dou)可以(yi)精確(que)設計(ji)及(ji)制備，因此可以(yi)精確(que)檢測出不(bu)同的(de)靶(ba)(ba)基(ji)因、同一靶(ba)(ba)基(ji)因不(bu)同的(de)狀態以(yi)及(ji)在一個(ge)堿(jian)基(ji)上(shang)的(de)差別。

4、高(gao)精密度分析

商品化芯(xin)片制作上的精密及檢(jian)測(ce)(ce)試劑和方法上的統一在一定程度(du)上保(bao)證了(le)芯(xin)片檢(jian)測(ce)(ce)的高(gao)精密度(du)和重(zhong)現性(xing)，使(shi)不同(tong)批(pi)次乃至不同(tong)實驗室(shi)之間的檢(jian)測(ce)(ce)結(jie)果，可以進行有效比對及分析。

5、高(gao)靈敏度分析

基因芯片選用(yong)了不易產(chan)生擴散作用(yong)的(de)載體，探針及(ji)樣品(pin)靶基因的(de)的(de)雜交(jiao)點非常集中，加(jia)上雜交(jiao)前樣品(pin)靶基因的(de)擴增和雜交(jiao)后檢測信號的(de)擴張，極大地提高了檢測的(de)靈(ling)敏度，可(ke)以(yi)檢測出(chu)1個細胞(bao)中(zhong)低(di)至1個拷貝的靶基因(yin)，從而使檢測所需的樣品量大幅度(du)減(jian)少，一般(ban)只需要10～20μL樣品(pin)。