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基因芯片技术的原理和发展随着科技的不断发展，人们对于基因的研究也越来越深入，基因芯片技术作为一种迅速发展的生物技术，具有重要的理论意义和实践价值。
基因芯片技术是一种高通量和高标准化的分子生物学技术，可以用于基因表达、基因变异、蛋白质量、DNA甲基化等领域的研究。
1. 基因芯片技术的原理基因芯片技术是将DNA分子、RNA分子或蛋白质分子等多样化的生物大分子分子序列固定在一块小小的玻璃片或硅片上，然后利用微量的核酸或蛋白质的杂交反应来检测样品中这些生物大分子的存在或相对数量。
这些生物大分子的浓度水平可以用来衡量基因的表达情况、基因变异、蛋白质相互作用等生物学过程。
具体操作过程包括：1.1 表达谱芯片表达谱芯片是一种测量运用基因芯片技术研究基因表达的方法。
在表达谱芯片上可以固定多种类型的DNA序列，例如真核细胞DNA片段，互补DNA片段、探针、引物等。
对于鉴定被检测样品的物种，应选择特异而高丰度的探针或引物。
通过部分或大量存储的文献或数据库，研究人员首先确定所需的目标基因，然后通过设计合适的核酸杂交探针，将所需目标基因的序列在探针区域进行固定。
1.2 基因组芯片基因组芯片是一种利用基因芯片技术直接测量基因组中DNA 分子存在量的方法。
基因组芯片和其他一些技术类似，通常分三部分作用：建立样品库，设计并制备基因组芯片，通过基因芯片技术来测量DNA分子的存在量。
2. 基因芯片技术的发展基因芯片技术是一种非常年轻的生物技术，近年来其不断得到完善和发展，具有日益广泛的应用前景。
2.1 应用于生物医学基因芯片技术在生物医学领域得到广泛的应用，其中最具有代表性的应用是基因诊断和基因治疗。
通过基因芯片技术，可以对特定基因的表达情况和蛋白质质量进行分析和检测，为许多临床诊疗和治疗提供了关键方法。
2.2 应用于生态环境基因芯片技术也可以用于生态环境监测，特别是对于环境中的有害生物及其基因信息的监测。
基因芯片技术可以通过绿色监测来减轻生态环境对生物生态的影响。
生物芯片技术及其在医学上的应用近年来，随着生物芯片技术的高速发展，其在医学领域中的应用越来越广泛。
生物芯片技术是指将微小的生物材料固定在芯片的表面上，以探测生物分子、细胞或组织的一种技术手段。
它的优势在于快速、准确、高通量和高灵敏度，被广泛应用于高通量基因分型、蛋白质鉴定、细胞生物分析、药物筛选、立体图像构建等领域。
一、生物芯片技术生物芯片技术是指使用微电子技术制造出小型芯片，在芯片上通过精巧的设计排列多个生物分子检测元件，可同时进行大量生物学实验，并可快速记录和分析实验结果，极大地提高了实验效率。
其中，常用的生物芯片技术有基因芯片技术、蛋白质芯片技术和细胞芯片技术。
1.基因芯片技术基因芯片技术是基于DNA、RNA的芯片技术，用于同步探测及分析大量基因DNA序列的表达情况，从而了解不同组织、不同状态下基因表达水平的变化，并寻找与特定疾病有关的基因表达水平的差异。
它的快速高通量的处理能力可为全基因组表达分析、基因突变筛查、SNP检测、基因亚型鉴定、疾病识别、药物靶标发现和新药研究等提供有力的支持。
2.蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术是利用固相法在玻片、滤膜、微球或微芯片的表面上制备一系列纯化的特异性或全长的蛋白质样品阵列，用于快速大规模地筛选靶蛋白质，分析蛋白质相互作用、酶活性或某些组分与特定蛋白质的结合能力等。
它可用于疾病标记物的检测和筛选、蛋白功能鉴定、蛋白特异性鉴别、药物筛选等方面。
3.细胞芯片技术细胞芯片技术是利用微流控技术制作微小的通道和微型反应器，在芯片上实现细胞的悬浮、培养和观测等操作。
它可应用于各种组织细胞的轻松快捷的分离、单细胞的提取、测序和分析，可推广到药物筛选和个性化医疗等领域。
二、生物芯片技术在医学上的应用生物芯片技术的高通量、高灵敏度、高可靠性和高通用性，使其成为了医学领域中的重要工具，可应用于诊断、预后分析、治疗方案的制定和药物研究等方面。
1.疾病诊断和预后分析基因芯片技术可用于疾病的早期诊断，如乳腺癌、卵巢癌、肾癌、直肠癌等癌症的检测。
生物芯片技术在基因检测和诊断中的应用随着科技的不断进步和发展，人们对于基因检测和诊断的需求也越来越高。
而生物芯片技术的出现，为这方面的研究提供了更加便捷和精确的手段。
那么，在基因检测和诊断中，生物芯片技术究竟有哪些应用呢？一、基因检测中的应用基因检测是指通过对个体基因组和表达谱的测定，来确定个体患有一定疾病的风险或者已经患有疾病的情况。
生物芯片技术在这方面的应用体现在基因芯片和表达芯片两个方面。
基因芯片是利用微芯片技术制备的具有多个特定DNA探针的芯片。
它可以同时检测数百种基因的表达情况，从而确定一个人是否患有一定的疾病。
生物芯片技术的优势在于其高效率、高灵敏度、高可靠性和高通量，能够同时检测数百种基因的表达情况，而且这些基因表达的信息可以快速解读和分析。
另外，表达芯片则是利用生物芯片技术来研究人体细胞内基因的表达情况。
通过检测不同组织和不同部位的基因表达情况，研究人员可以了解基因的功能和调控机制。
在研究特定疾病机制时，表达芯片可以帮助研究人员确定哪些基因的表达量发生了变化，从而引发了疾病的发生或发展。
这些结果可以帮助研究人员找到治疗这种疾病的新途径。
二、诊断中的应用生物芯片技术在医学诊断方面的应用也同样重要。
利用芯片技术，医生可以更早地诊断出患者患有的疾病，并采取早期干预和治疗措施。
同时，这种技术还可以用于了解患者的基因组信息和预测药物反应。
例如，在癌症诊断中，常常使用基因芯片和表达芯片来筛选出患有癌症的个体。
基因芯片可以快速检测出某些癌症相关的基因突变，这些信息可以帮助病人避免接受不必要的进一步检查。
另外，基因芯片还可以预测药物对患者的反应，这可以帮助医生指导患者选择最优的治疗方案。
三、未来的展望尽管生物芯片技术已经证明了在基因检测和诊断中的重要性，但是这一技术仍然有改进的空间。
未来研究方向包括芯片制造和数据分析，以及与其他诊断和治疗方法的整合。
同时，随着生物芯片技术的不断发展，其在其他领域的应用也正在陆续出现，包括环境检测、农业生产和动物健康。
什么是基因芯片基因芯片是一种用于检测和分析基因表达的技术工具。
它可以同时检测和量化数千个基因在特定生物样本中的表达水平。
基因芯片已经广泛应用于生命科学研究和临床医学领域，为我们提供了解细胞和生物体内基因调控的重要工具。
基因芯片通常由玻璃或硅片制成，具有一系列微小的孔洞或微阵列。
这些孔洞中包含着固定的DNA探针，每个探针都与一个特定的基因序列相对应。
在检测过程中，将RNA提取出来，将其转录成互补DNA，并使用荧光标记将其标记。
然后将标记的DNA片段注入基因芯片中，DNA片段与芯片上的DNA探针序列互补匹配，形成互补杂交。
通过测量荧光强度，可以确定每个基因的表达水平。
基因芯片可以提供大量有关基因表达的信息。
它可以同时检测成千上万个基因的表达水平，可以揭示出在不同条件下基因调控的变化。
例如，可以将正常组织与癌细胞组织进行比较，找出与癌症发展相关的基因表达变化。
这些信息对于了解疾病的发病机制、治疗方法和预后有着重要的意义。
基因芯片还可以用于个性化医学的研究和临床应用。
通过分析基因芯片数据，可以根据个体的基因表达谱来预测患者对某种药物的反应情况，从而指导个体化的治疗方案。
此外，基因芯片还可以用于研究基因与环境相互作用对健康和疾病的影响，为预防和控制疾病提供依据。
然而，基因芯片技术也存在一些挑战和限制。
首先，基因芯片分析需要大量的样本，才能提供可靠的结果。
其次，基因芯片技术对样本的预处理和实验操作要求非常高，操作不当可能会导致数据的偏差。
此外，基因芯片分析得到的是基因表达水平的快照，无法体现基因互作和调控的动态变化。
为了应对这些挑战，研究人员正在不断改进基因芯片的设计和数据分析方法。
例如，新一代的基因芯片可以检测更多的基因，并具有更高的分辨率和灵敏度。
同时，新的生物信息学工具和算法的开发，可以更好地处理和解释基因芯片数据，揭示更全面和准确的基因调控网络。
综上所述，基因芯片是一种重要的生物技术工具，可以帮助我们快速、准确地了解基因表达谱，揭示出基因调控的变化，为生命科学研究和临床医学提供重要的支持和指导。
基因芯片技术在分子诊断中的应用随着科学技术的发展，分子诊断已经成为医学领域中的一种重要诊断方法。
而基因芯片技术作为高通量分子诊断手段之一，早已经在生物医学研究和临床诊断领域中得到了广泛应用。
本文将详细阐述基因芯片技术在分子诊断中的应用。
一.基因芯片技术的概述基因芯片技术是一种高通量生物分析技术，也称为DNA芯片技术、基因微阵列技术等。
它主要是利用印刷生物材料到集成电路芯片上的方法，来探测已知的DNA序列或RNA序列、蛋白质等分子信息。
基因芯片是由微型反应器制成的，具有高度自动化、高通量、快速、灵敏度高等优点。
利用基因芯片技术，我们可以快速鉴定和筛选目标物质，并得到更准确的筛选结果。
同时可以发现新的分子和与疾病相关的基因和蛋白质等信息，有助于病理研究和治疗。
二.基因芯片技术在临床前分子诊断中的应用1.基因芯片检测遗传疾病基因芯片技术可以快速而准确地鉴定人类遗传病变的基因。
通过了解哪些变异基因存在，我们可以更好地预测疾病风险，诊断疾病，并制定个性化的治疗方案。
此外，基因芯片在新生儿筛查中也有着广泛的应用，可以提前发现遗传疾病，为儿童的健康提供保障。
2.基因芯片检测肿瘤基因芯片技术对于癌症患者的治疗方案的制定至关重要。
利用基因芯片技术，我们可以快速分析肿瘤的基因组，鉴定病人体内的致癌基因和抑癌基因等相关信息，从而为治疗提供更多的选择。
同时，在癌症治疗过程中，基因芯片技术还可以帮助监测肿瘤治疗的效果。
3.基因芯片检测菌群菌群是人体内微生物的总体称呼，目前研究显示菌群与肠道疾病、人体免疫力等相关。
利用基因芯片技术，我们可以高通量快速地鉴定不同菌株的特征、数量、种类和功能等信息，从而更准确地了解人体菌群的组成变化，并为未来的菌群治疗提供奠定基础的数据。
三.基因芯片技术在临床诊断中的应用1.诊断疾病通过基因芯片技术，医生可以在很短的时间内检测病人体内的有关基因序列信息，有助于更快地进行病原体检测，诊断疾病。
2.制定个性化治疗方案个性化治疗是现代医学中的一个热门话题，基因芯片技术可以获得更加精准的生物标志物信息，准确了解病情及患者个体差异。
基因芯片技术原理基因芯片技术是一种高通量基因分析技术，可以同时检测和分析大量基因的表达水平、基因突变和基因型等信息。
基因芯片技术利用了DNA、RNA、蛋白质等生物大分子的亲和性和特异性相互作用，在一个小芯片上固定上千至百万个特定的核酸序列或蛋白质，从而实现多个基因或蛋白质的高通量检测和分析。
首先是芯片设计。
芯片设计是基因芯片技术的关键步骤之一，需要依据研究目的选择合适的探针，将目标基因的序列信息或基于已知基因的特定序列设计成探针。
常用的基因芯片包括全基因组芯片、差异表达芯片、SNP芯片和甲基化芯片等。
全基因组芯片包含了整个基因组的探针，能够对全基因组的表达水平进行分析；差异表达芯片是基于不同样品之间基因表达的差异，通过比较样品间的信号差异来鉴定差异基因；SNP芯片用于检测单核苷酸多态性位点的基因型；甲基化芯片则用于分析DNA的甲基化水平。
接下来是样品制备。
样品制备是基因芯片技术的另一个重要步骤，主要包括核酸提取、标记和杂交等过程。
首先需要从样品中提取出目标核酸（DNA或RNA），并进行高质量的纯化和放大。
接下来，需要对提取的核酸进行标记，常用的标记方法包括荧光标记和生物素标记等。
标记后的核酸样品将通过特定的杂交液处理，与芯片上的探针发生特异性杂交反应。
然后是杂交。
杂交是基因芯片技术的核心步骤，即将标记后的核酸样品与芯片上的探针进行特异性结合，形成揭示目标基因表达或突变水平的信号。
通常采用液相杂交或固相杂交的方式，将标记的核酸样品与探针共同放置在芯片上，通过温度和盐浓度的控制，使核酸与探针之间发生特异性结合。
结合完毕后，通过洗涤去除非特异性结合的核酸，进一步提高信号的特异性。
最后是信号检测。
信号检测是基因芯片技术的最后一步，主要通过荧光扫描、激光检测等方法来获取芯片上的信号，并将其转化为数值化的数据。
在芯片表面固定的探针与杂交样品结合形成亲和复合物后，根据标记的方式可以得到荧光信号。
通过高分辨率的扫描仪或激光检测仪，可以获取芯片上每个探针的信号强度。
基因芯片技术在药物研究中的应用咱今儿就来唠唠这基因芯片技术在药物研究里头的应用，这可是个挺新鲜又挺神奇的玩意儿。
我还记得头一回听说基因芯片技术那阵儿，心里头就直犯嘀咕，这到底是个啥呀？后来一打听，哎呀妈呀，原来这里头的门道还真不少。
就好比你要找一个藏在大迷宫里头的宝贝，那基因芯片技术啊，就像是给你画了一张超级详细的地图，让你能顺顺当当找到那宝贝。
咱先说说这研究药物的时候，为啥非得用这基因芯片技术呢？你想啊，以前咱研究药物，那真跟大海捞针似的。
研究人员一个个都跟没头的苍蝇似的，瞎撞。
有时候运气好，能撞上点有用的东西；运气不好，那可就白忙活了。
有了这基因芯片技术可就不一样啦。
比如说，在实验室里头，那一堆堆的仪器设备，闪着各种各样的小灯，就跟科幻电影里的场景似的。
研究人员把那基因芯片往仪器上一放，嘿，就好像开启了一个神奇的大门。
这芯片啊，就开始忙活起来了，它能同时分析成千上万个基因的信息。
就好比一个超级厉害的侦察兵，一下子就能把所有的情况都摸得清清楚楚。
有一次，我跟一个搞药物研究的朋友聊天。
他就跟我讲，他们以前研究一种治疗癌症的药物，那可真是费尽了周折。
试了好多方法，都没啥效果。
后来用上了这基因芯片技术，一下子就找到了关键的基因靶点。
就好像找到了敌人的老窝一样，然后针对这个靶点去设计药物，那效果啊，杠杠的！这基因芯片技术在药物研发的各个阶段都能派上用场。
在药物筛选的时候，它能快速地找出哪些药物对特定的基因有作用，哪些是没啥用的。
就好比在一堆石头里头挑金子，一下子就能把金子给挑出来。
而且啊，它还能帮助研究人员了解药物的作用机制。
这就好比你不光知道这个药能治病，还知道它是咋把病给治好的，心里头就踏实多了。
再比如说，在药物临床试验阶段，这基因芯片技术也能发挥大作用。
它能检测出不同个体的基因差异，看看这个药对哪些人效果好，对哪些人可能不太合适。
就像给每个人都量身定制了一套用药方案一样。
咱再看看这大环境，现在这医疗需求越来越高，大家都盼着能有更好的药来治病。
基因芯片技术及其应用李家兴1001080728 园艺107基因芯片( gene chip, DNA chip, DNA microarray 又被称为DNA芯片、DNA微阵列和生物芯片, 是指以大量人工合成的或应用常规分子生物学技术获得的核酸片段作为探针, 按照特定的排列方式和特定的手段固定在硅片、载玻片或塑料片上, 一个指甲盖大小的芯片上排列的探针可以多达上万个[1- 3]。
在使用时,先将所研究的样品标记, 然后与芯片上的寡聚核苷酸探针杂交,再用激光共聚焦显微镜等设备对芯片进行扫描, 配合计算机软件系统检测杂交信号的强弱, 从而高效且大规模地获得相关的生物信息。
此项技术将大量的核酸分子同时固定在载体上, 一次可检测分析大量的DNA和RNA, 解决了传统核酸印迹杂交技术复杂、自动化程度低、检测目标分子数量少、成本高、效率低等的缺点[4]。
此外, 通过设计不同的探针阵列( array , 利用杂交谱重建DNA序列, 还可实现杂交测序( sequencing by hybridization,SBH [5]。
目前, 该技术在基因表达研究、基因组研究、序列分析及基因诊断等领域已显示出重要的理论和应用价值[6]。
1 基因芯片技术的产生和发展21 世纪将是生命科学的世纪, 基因芯片技术是近年产生的一项生物高新技术, 它将像计算机一样成为21 世纪即将来临的又一次新兴革命的奠基石[7,8]。
基因芯片技术的产生与发展与人类基因组计划(Human Genome Project, HGP 的研究密不可分[9]。
人类基因组的大量信息需要有一种快速、敏感、平行检测的技术,随着越来越多的基因被解码, 基因的功能研究成为迫切需要解决的课题。
在这一背景下, 以基因芯片技术为主体的生物芯片诞生了, 它被誉为是20 世纪90 年代中期以来影响最深远的重大科技进展之一。
基因芯片技术充分结合灵活运用了寡核苷酸合成、固相合成、PCR 技术、探针标记、分子杂交、大规模集成电路制造技术、荧光显微检测、生物传感器及计算机控制和图像处理等多种技术, 体现了生物技术与其他学科相结合的巨大潜力。
基因芯片技术的理论基础是核酸杂交理论, Southern 印迹可以看作是生物芯片的雏形; 其后, 人们又发明了一个以膜片为介质基础的克隆库扫描技术, 引入了克隆与杂交型号相对应的概念, 在此基础上, 分格筛选技术得到了应用; 1989 年Ed Southern提出了利用在玻片表面固定的核苷酸探针进行基因序列测定的实验设计; 而真正使基因芯片技术发展并实用化的, 是得益于非孔固相支持介质的使用和高密度原位合成核苷酸两项技术的发明, 从而推进了基因芯片产品的商业化。
在美国硅谷, 1991 年Affymax 公司开始了生物芯片的研制, 1992 年从Affymax 派生出来的世界上第一家专门生产生物芯片的公司Affymetrix 宣告成立。
Forder( 现任Affymetrix 总裁及其同事在20 世纪90 年代初发明了一种利用光刻技术在固相支持物上光导合成多肽的方法, 在此基础上于1993 年设计了一种寡核苷酸生物芯片, 1996年制造出了第一块商业化的基因芯片。
1994 年在美国能源部防御研究计划署、俄国科学院和俄国人类基因组计划1 000 多万美元的资助下研制出了一种生物芯片, 用于检测β- 地中海贫血病人血样的基因突变。
1998 年美国的纳米基因公司(Nanogen 利用生物芯片在世界上构建了首例缩微芯片实验室, 该成果被美国期刊选入1998 年世界10 大科技突破之中。
最近几年, 国际上掀起了基因芯片设计热潮, 使基因芯片技术得到不断完善和发展, 出现了多种芯片技术。
最初的芯片主要目标是用于DNA序列的测定、基因表达图谱鉴定及基因突变体的监测和分析, 因此称为基因芯片。
但目前这一技术已扩展到非核酸领域, 如已出现了蛋白质芯片分析技术、Biacore 技术和丝网印刷技术等。
在这一发展趋势下, 芯片技术现多被称为生物芯片技术。
根据芯片上固定的探针的不同, 可将生物芯片分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、组织芯片等; 根据原理的不同, 可以分为元件型微阵列芯片、通道型微阵列芯片、生物传感芯片等新型生物芯片; 根据所进行的反应过程, 可将生物芯片分为生物样品的制备芯片、PCR 芯片、毛细管电泳芯片及PCR 毛细管电泳芯片等[10- 13]。
2 基因芯片的技术原理及制作基因芯片技术是分子生物学中常用分子杂交技术的扩展。
其基本做法是将大量的核酸片段有规则地固定在某种介质上,制成芯片, 然后将要检测的样品加以标记, 再与做成的芯片充分杂交, 加以洗脱, 用图像显示出来。
目前适用于制作芯片的载体材料主要有半导体硅片、玻璃片、金属片、各种有机高分子制作的薄膜等, 其中以载玻片最常用。
基因芯片的制作一般有2 种方法, 一种为原位合成( in situ synthesis , 适用于寡核苷酸; 一种为合成后交联( post- synthetic attachment , 多用于大片段DNA, 有时也适用于寡核苷酸, 甚至mRNA。
3 基因芯片的使用操作基因芯片操作的基本过程如下: 分离纯化的生物样品先进行扩增、标记, 然后与芯片上的探针阵列杂交, 再对杂交信号进行检测与分析, 最后得出待测样品的遗传信息。
3.1 样品的准备从血液或组织中得到的生物样品(DNA或mRNA 一般不能与芯片反应, 需进行一定程度的扩增, 而且对样品中的靶序列( 靶分子需进行高效而特异的扩增, 以获取样品中的靶分子, 如cDNA片段、PCR 产物、mRNA、寡核苷酸等。
靶分子的标记主要采用荧光标记法, 也可用生物素、放射性同位素等标记。
样品的标记在其PCR、RT- PCR 扩增或逆转录过程中进行。
常用荧光色素Cy- 3、Cy- 5 或生物素标记dNTP。
DNA聚合酶选择荧光标记的dNTP 为底物, 参与引物延伸, 这样新合成的DNA片段中就掺入了荧光分子。
对于cDNA, 一般是在反转录过程中掺入荧光基因[25]。
3.2 分子杂交在此步骤中发生靶标样品核酸分子与( 芯片探针之间的选择性反应。
芯片杂交属于固- 液相杂交, 与膜上杂交相似。
芯片杂交中固定在芯片上的往往是成千上万的核酸探针, 而与之杂交的则是经过标记的核酸样品。
待测样品经扩增、标记等处理后,可与基因芯片上探针阵列进行分子杂交。
靶分子与探针分子之间的杂交是芯片检测的关键一步, 杂交条件因靶分子的类型不同而有所不同。
探针的浓度、长度, 杂交的温度、时间、离子强度等因素都是影响杂交效果的关键因素。
因此, 要根据探针的类型和长度以及芯片的应用来选择、优化杂交反应条件。
杂交后芯片要经过洗涤除去未杂交的一切残留物。
3.3 信号检测与分析待测样品与基因芯片上探针阵列杂交后, 漂洗以除去未杂交分子。
携带荧光标记的分子结合在芯片特定的位置上, 在激光的激发下, 含荧光标记的DNA片段发射荧光。
样品与探针严格配对的杂交分子, 所产生的荧光强度最强; 不完全杂交的( 含单个或2 个错配碱基双链分子荧光信号弱( 不及前者的1 /35~1 /5 ; 不能杂交的则检测不到荧光信号或只检测到芯片上原有的荧光信号。
荧光强度与样品中的靶分子含量有一定的线性关系。
芯片上不同位点的荧光信号被荧光共聚焦显微镜、激光扫描仪或落射显微镜等检测到, 由计算机记录下来, 然后通过特制的软件对每个荧光信号的强度进行定量分析、处理, 并与探针阵列的位点进行比较, 就可得到待测样品的遗传信息。
4 基因芯片技术的应用4.1 基因表达水平的检测以DNA、cDNA或寡核苷酸为探针制备的DNA芯片, 可直接平行检测大量mRNA的丰度, 而应用于基因表达的研究。
基因芯片应用于基因水平检测的最大优越性是可以自动、快速检测目的材料中成千上万个基因的表达情况, 这是常见的基因表达水平检测法不可比的。
目前, 基因芯片技术已在部分植物、细菌、真菌的整个基因组范围内对基因表达水平进行了快速检测, 该技术还可用于检测各种生理、病理条件下人类所有基因表达的状况[26]。
4.2 基因点突变及多态性检测可根据已知基因的序列信息设计出含有成千上万不同寡核苷酸探针的DNA芯片, 再用荧光标记待测DNA, 如二者完全匹配则杂交后结合牢固, 荧光强度高, 如不完全匹配则荧光强弱或无, 由此可判断点突变的存在与否及部位和个数。
如对N 个碱基长度序列的每个碱基进行筛查, 则需4N 个探针即可。
一般1.28 cm2 的支持物上可载16 000 个探针, 可用于4 000 kb 碱基序列的筛查。
5 基因芯片技术存在的问题与展望5.1 基因芯片技术存在的问题要使芯片成为在实验室及生产实际中普遍采用的技术仍有一些关键问题需要解决, 比如, 提高芯片的特异性; 简化样品制备和标记操作; 增加信号检测的灵敏度; 降低设备的费用; 在一个芯片上存在多种探针, 如何选择优化杂交条件; 杂交在固相上进行, 如何解决空间因素会对杂交造成的不利影响; 如何研制和开发高度集成化的样品等。
这些问题是当前和今后一段时期内国内外基因芯片技术研究的焦点, 同时也是其能否由实验室研究推向应用的关键问题。
5.2 基因芯片技术展望芯片技术的发展历史很短, 虽然还存在一些问题, 但它已在基因表达分析、基因诊断、药物筛选、序列分析等诸多领域呈现了广阔的应用前景, 而且在农业、工业, 以及食品、环境监测等方面也表现出极大的应用潜力。
基因芯片技术的迅速发展和应用已引起各方面的广泛关注, 许多实验室、公司都在大力开发和应用此项技术, 在制作、检测设备及计算机软件等方面均投入了大量的人力和物力进行研究和开发。
可以预见, 随着研究的不断深入和技术的更加完善, 基因芯片技术的应用将更加广泛, 一定会在生命科学研究领域发挥巨大的作用[26- 28]。
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