一、基因芯片是什么

通過微加(jia)工(gong)技術 ，將數以萬(wan)計、乃至百萬(wan)計的特定序列的DNA片(pian)段（基因探針），有規(gui)律地排列固定于2cm2 的(de)硅片、玻片 等支持(chi)物上(shang)，構成的(de)一個二維DNA探針陣(zhen)列，與(yu)計算機的電子芯片十分相似，所以(yi)被稱(cheng)為(wei)基因芯片。

基因芯片(pian)的(de)測序原理是(shi)雜交(jiao)測序方法，即通過與一組已知序列的(de)核(he)酸探針雜交(jiao)進行核(he)酸序列測定的(de)方法，在(zai)一塊基片(pian)表面固(gu)定了序列已知的(de)靶核(he)苷酸的(de)探針。當溶(rong)液中(zhong)帶有(you)熒光標記的(de)核(he)酸序列TATGCAATCTAG，與(yu)基因(yin)芯片上(shang)對(dui)應(ying)位(wei)置的(de)(de)核(he)酸探(tan)(tan)針(zhen)產生互(hu)補匹配時，通過(guo)確定熒光(guang)強(qiang)度最(zui)強(qiang)的(de)(de)探(tan)(tan)針(zhen)位(wei)置，獲得一組序(xu)列完全互(hu)補的(de)(de)探(tan)(tan)針(zhen)序(xu)列。據(ju)此可重組出靶(ba)核(he)酸的(de)(de)序(xu)列。

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二、基因芯片技術原理

1、DNA探針的(de)大量收集和(he)純化，基因芯片(pian)探針制備方法可以是根據基因設計特異(yi)性的(de)PCR引物，對(dui)基(ji)因(yin)進行特異性地(di)擴張，也可以(yi)是建立均一化的(de)DNA文庫，通過克隆鑒定、篩選(xuan)、擴增產生；

2、將(jiang)(jiang)純化后的(de)探針(zhen)固定(ding)在(zai)片(pian)基(ji)(ji)上，首先要將(jiang)(jiang)基(ji)(ji)片(pian)（主要用的(de)是玻(bo)(bo)璃片(pian)）進(jin)行特殊的(de)化學處(chu)理(li)，使(shi)玻(bo)(bo)璃片(pian)醛基(ji)(ji)化或氨基(ji)(ji)化，然后將(jiang)(jiang)純化的(de)探針(zhen)通過(guo)顯微打印或噴(pen)打在(zai)基(ji)(ji)片(pian)上，再將(jiang)(jiang)打印好的(de)玻(bo)(bo)璃片(pian)進(jin)行后處(chu)理(li)，如(ru)水合化、加熱(re)或紫外(wai)交聯等；

3、樣品的標記，標記的方法一(yi)般是(shi)采用逆轉錄法或隨機引物延伸法等；

4、雜交后芯(xin)片的掃(sao)描、圖像處(chu)理的采集和數據分析。

三、基因芯片的特點

1、高通量、多參數同步分(fen)析

目前基(ji)因芯片制作工藝可達到在1cm2的載體平面上固定數萬(wan)至數十(shi)萬(wan)的探針，可對樣品中數量巨(ju)大的相(xiang)關(guan)基(ji)因，甚(shen)至整(zheng)個(ge)基(ji)因組及(ji)信息進行同步檢(jian)測和分析。

2、快速全自動(dong)分析

在一定(ding)的(de)條件下使(shi)樣品中的(de)靶基(ji)因片(pian)段同時(shi)與(yu)芯片(pian)的(de)多個探針進(jin)行雜交(jiao)，并(bing)采用掃描儀(yi)器測(ce)量雜交(jiao)信(xin)號(hao)和(he)分析處理數據(ju)。從而，從根本上提高了(le)測(ce)量工作的(de)速度(du)和(he)效率，也極大降低了(le)測(ce)量工作的(de)強度(du)和(he)難度(du)。

3、高(gao)精確(que)度分析

由于芯片(pian)上(shang)的每一(yi)點(dian)，即每個探針(zhen)都可以(yi)精確(que)定位和(he)選址，加上(shang)每個探針(zhen)都可以(yi)精確(que)設計及(ji)制備，因此可以(yi)精確(que)檢測出不同的靶基(ji)因、同一(yi)靶基(ji)因不同的狀(zhuang)態以(yi)及(ji)在一(yi)個堿基(ji)上(shang)的差別。

4、高精密度(du)分析

商(shang)品化芯片制(zhi)作上(shang)(shang)的(de)精(jing)密(mi)及(ji)檢測(ce)試劑和方法(fa)上(shang)(shang)的(de)統一(yi)在一(yi)定程度上(shang)(shang)保證了芯片檢測(ce)的(de)高精(jing)密(mi)度和重現性(xing)，使(shi)不(bu)同批(pi)次(ci)乃至不(bu)同實驗(yan)室之(zhi)間(jian)的(de)檢測(ce)結果，可以進行有效比對及(ji)分(fen)析。

5、高靈敏度分(fen)析

基因(yin)(yin)芯片選用了(le)不(bu)易產生(sheng)擴散作用的(de)載體，探針及樣品靶(ba)基因(yin)(yin)的(de)的(de)雜交(jiao)點非常集中，加上雜交(jiao)前樣品靶(ba)基因(yin)(yin)的(de)擴增和雜交(jiao)后檢(jian)測信(xin)號的(de)擴張，極大地提高了(le)檢(jian)測的(de)靈(ling)敏度，可以(yi)檢(jian)測出(chu)1個細胞中低至1個拷貝的靶基因，從而使(shi)檢測所需(xu)的樣(yang)品量大幅度減(jian)少，一般(ban)只需(xu)要10～20μL樣品(pin)。