一、基因芯片是什么

通過微加(jia)工技術 ，將數以萬計、乃(nai)至百萬計的特定序列的DNA片(pian)段（基因探針），有規律地排(pai)列固定于(yu)2cm2 的(de)硅片(pian)、玻片(pian) 等支(zhi)持物(wu)上(shang)，構成的(de)一個二維DNA探(tan)針(zhen)陣列，與(yu)計(ji)算機(ji)的電子芯片(pian)十分(fen)相似，所以被(bei)稱為基(ji)因芯片(pian)。

基因芯片(pian)(pian)的測(ce)序(xu)(xu)原理是雜交測(ce)序(xu)(xu)方(fang)法(fa)，即通過與一(yi)組已知序(xu)(xu)列的核(he)(he)酸探針(zhen)雜交進行核(he)(he)酸序(xu)(xu)列測(ce)定的方(fang)法(fa)，在一(yi)塊基片(pian)(pian)表(biao)面固定了(le)序(xu)(xu)列已知的靶核(he)(he)苷酸的探針(zhen)。當(dang)溶液中帶有熒光標記的核(he)(he)酸序(xu)(xu)列TATGCAATCTAG，與基(ji)因(yin)芯片上(shang)對(dui)應位置(zhi)(zhi)的核(he)酸探(tan)針(zhen)產生互補(bu)匹配(pei)時，通過確定熒光強(qiang)度最強(qiang)的探(tan)針(zhen)位置(zhi)(zhi)，獲(huo)得一(yi)組(zu)序列完全互補(bu)的探(tan)針(zhen)序列。據此可重組(zu)出靶核(he)酸的序列。

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二、基因芯片技術原理

1、DNA探針(zhen)的(de)大(da)量收集和純(chun)化，基(ji)因(yin)芯片探針(zhen)制備方法(fa)可(ke)以是根據(ju)基(ji)因(yin)設計特異性的(de)PCR引物，對基因(yin)進行特(te)異性地擴張，也可以是(shi)建立均一化的(de)DNA文庫，通過克隆鑒定、篩選、擴增產生(sheng)；

2、將純化后(hou)的(de)探(tan)針(zhen)固(gu)定(ding)在片(pian)基上，首先要將基片(pian)（主要用的(de)是玻璃片(pian)）進行特殊(shu)的(de)化學處(chu)理(li)(li)，使玻璃片(pian)醛基化或(huo)氨基化，然后(hou)將純化的(de)探(tan)針(zhen)通(tong)過顯微打(da)印(yin)或(huo)噴打(da)在基片(pian)上，再將打(da)印(yin)好的(de)玻璃片(pian)進行后(hou)處(chu)理(li)(li)，如水合化、加(jia)熱或(huo)紫外交聯等；

3、樣品的標記(ji)，標記(ji)的方法(fa)一(yi)般是采用(yong)逆轉錄法(fa)或(huo)隨機引物延伸法(fa)等；

4、雜交后(hou)芯片的掃描、圖像處理的采集(ji)和(he)數據分(fen)析。

三、基因芯片的特點

1、高通(tong)量、多參數同(tong)步分析

目前基因芯片制作工藝可達到(dao)在(zai)1cm2的(de)載體(ti)平面上固定數(shu)萬(wan)至數(shu)十萬(wan)的(de)探針，可(ke)對樣品中數(shu)量巨大的(de)相關基(ji)因(yin)，甚至整(zheng)個基(ji)因(yin)組及信息進行同步檢測和分(fen)析。

2、快速全(quan)自動分析(xi)

在一定的(de)(de)條(tiao)件(jian)下使樣品中的(de)(de)靶基因(yin)片(pian)段同時與芯片(pian)的(de)(de)多個探針(zhen)進行雜(za)交(jiao)，并采用(yong)掃描儀器測(ce)(ce)量雜(za)交(jiao)信(xin)號(hao)和分(fen)析處理數據。從(cong)而，從(cong)根本上提高了(le)測(ce)(ce)量工(gong)作的(de)(de)速度和效(xiao)率，也(ye)極大(da)降低了(le)測(ce)(ce)量工(gong)作的(de)(de)強(qiang)度和難度。

3、高(gao)精(jing)確度分析

由(you)于(yu)芯片上的(de)每(mei)一(yi)(yi)點，即(ji)每(mei)個(ge)(ge)(ge)探針(zhen)都可以(yi)(yi)精確定位和(he)選(xuan)址，加上每(mei)個(ge)(ge)(ge)探針(zhen)都可以(yi)(yi)精確設計及制備，因(yin)此可以(yi)(yi)精確檢測出(chu)不同(tong)的(de)靶基(ji)(ji)因(yin)、同(tong)一(yi)(yi)靶基(ji)(ji)因(yin)不同(tong)的(de)狀態以(yi)(yi)及在(zai)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)堿基(ji)(ji)上的(de)差別。

4、高精密度分析

商(shang)品化(hua)芯片(pian)(pian)制(zhi)作上的(de)精密及檢測試劑和方法上的(de)統(tong)一在一定(ding)程度上保(bao)證了芯片(pian)(pian)檢測的(de)高(gao)精密度和重(zhong)現(xian)性(xing)，使(shi)不同批次乃至不同實驗(yan)室之(zhi)間(jian)的(de)檢測結果，可以進行有效比對及分(fen)析。

5、高靈敏度分析

基因(yin)芯片選用(yong)了(le)不易產生擴散作用(yong)的(de)(de)載體，探針及(ji)樣(yang)品靶(ba)基因(yin)的(de)(de)的(de)(de)雜交(jiao)點非常集中，加上雜交(jiao)前樣(yang)品靶(ba)基因(yin)的(de)(de)擴增和雜交(jiao)后(hou)檢(jian)測(ce)信號(hao)的(de)(de)擴張，極大地(di)提高了(le)檢(jian)測(ce)的(de)(de)靈敏度，可以檢(jian)測(ce)出1個細胞(bao)中(zhong)低至1個拷(kao)貝的靶(ba)基因(yin)，從而使檢測(ce)所(suo)需(xu)的樣品量大幅度減少，一般(ban)只需(xu)要(yao)10～20μL樣品。