一、基因芯片是什么

通過微加工技術 ，將數以萬計、乃至百萬計的特定序(xu)列(lie)的DNA片段（基因探針），有規律地(di)排列(lie)固(gu)定于(yu)2cm2 的硅片(pian)、玻片(pian) 等支持物上，構成(cheng)的一(yi)個二維DNA探針陣列，與(yu)計算機的(de)電(dian)子(zi)芯片(pian)十分相似，所以被稱為(wei)基因芯片(pian)。

基(ji)(ji)因(yin)芯片的測(ce)序(xu)原理是(shi)雜(za)交測(ce)序(xu)方法，即通過與一組已知(zhi)序(xu)列的核(he)酸(suan)探(tan)針(zhen)雜(za)交進(jin)行核(he)酸(suan)序(xu)列測(ce)定的方法，在一塊(kuai)基(ji)(ji)片表(biao)面(mian)固定了序(xu)列已知(zhi)的靶核(he)苷酸(suan)的探(tan)針(zhen)。當溶液中帶(dai)有熒光(guang)標記(ji)的核(he)酸(suan)序(xu)列TATGCAATCTAG，與基因芯片上(shang)對應位置(zhi)的(de)(de)核酸探針(zhen)產生互補匹配時(shi)，通過確定熒光強(qiang)度(du)最強(qiang)的(de)(de)探針(zhen)位置(zhi)，獲得一組序列完全互補的(de)(de)探針(zhen)序列。據此可重組出靶核酸的(de)(de)序列。

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二、基因芯片技術原理

1、DNA探針的大(da)量收(shou)集和純(chun)化，基因芯(xin)片探針制(zhi)備方法可(ke)以(yi)是根據基因設計(ji)特(te)異性的PCR引(yin)物，對基因進(jin)行特異性地擴張(zhang)，也(ye)可以(yi)是建立均一化的DNA文(wen)庫，通(tong)過克隆(long)鑒定、篩選(xuan)、擴增(zeng)產(chan)生(sheng)；

2、將(jiang)純化后(hou)的探(tan)(tan)針固定在片(pian)基上，首先要將(jiang)基片(pian)（主要用的是玻(bo)璃片(pian)）進行特殊的化學(xue)處(chu)理(li)，使(shi)玻(bo)璃片(pian)醛基化或氨基化，然后(hou)將(jiang)純化的探(tan)(tan)針通過顯(xian)微打(da)印(yin)(yin)或噴打(da)在基片(pian)上，再將(jiang)打(da)印(yin)(yin)好的玻(bo)璃片(pian)進行后(hou)處(chu)理(li)，如(ru)水合化、加(jia)熱或紫外交聯等(deng)；

3、樣品的(de)標記，標記的(de)方法一般是采用逆轉錄法或隨(sui)機引物(wu)延伸法等；

4、雜交后芯(xin)片的掃描、圖像處理(li)的采集(ji)和數據(ju)分(fen)析。

三、基因芯片的特點

1、高(gao)通量、多參數(shu)同步(bu)分析

目前基因芯片制(zhi)作工藝(yi)可達(da)到在(zai)1cm2的載(zai)體(ti)平面上固定(ding)數萬(wan)至數十萬(wan)的探針，可對樣品中數量巨大的相關基(ji)因，甚(shen)至整個(ge)基(ji)因組(zu)及信(xin)息進行同步(bu)檢測(ce)和分析(xi)。

2、快速全(quan)自動分析

在一(yi)定(ding)的條件下使樣品中的靶基因片段同時與芯片的多個探針(zhen)進行雜(za)交(jiao)，并(bing)采用掃描(miao)儀器(qi)測量(liang)雜(za)交(jiao)信號和(he)分(fen)析處理數據。從而(er)，從根本上(shang)提高了測量(liang)工作(zuo)的速度(du)和(he)效率，也(ye)極大降低了測量(liang)工作(zuo)的強度(du)和(he)難度(du)。

3、高(gao)精確度分析(xi)

由于芯片上(shang)的每(mei)一(yi)點(dian)，即每(mei)個(ge)(ge)探針都可(ke)以精(jing)確定位(wei)和選址，加(jia)上(shang)每(mei)個(ge)(ge)探針都可(ke)以精(jing)確設計(ji)及制備(bei)，因(yin)此可(ke)以精(jing)確檢測出不同的靶基因(yin)、同一(yi)靶基因(yin)不同的狀態以及在一(yi)個(ge)(ge)堿基上(shang)的差別(bie)。

4、高精(jing)密度(du)分(fen)析

商品化芯片(pian)制作上的精密(mi)(mi)及檢測(ce)(ce)試劑(ji)和(he)方(fang)法上的統一(yi)在一(yi)定程度上保證了芯片(pian)檢測(ce)(ce)的高精密(mi)(mi)度和(he)重(zhong)現性，使不同批次乃(nai)至不同實驗(yan)室之間(jian)的檢測(ce)(ce)結果(guo)，可(ke)以進行(xing)有效比對及分析。

5、高(gao)靈敏度分析

基因芯(xin)片選用了不易產生擴(kuo)散作用的(de)(de)(de)載體，探針及樣品(pin)靶基因的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)雜交點非常集中，加上雜交前(qian)樣品(pin)靶基因的(de)(de)(de)擴(kuo)增和雜交后(hou)檢測(ce)信(xin)號的(de)(de)(de)擴(kuo)張，極大地(di)提高(gao)了檢測(ce)的(de)(de)(de)靈敏度，可以(yi)檢測(ce)出1個細胞中低至1個(ge)拷(kao)貝(bei)的靶基因，從(cong)而使檢測所需的樣品(pin)量(liang)大(da)幅度減(jian)少，一(yi)般只需要10～20μL樣品。