一、基因芯片是什么

通過微加工技術(shù) ，將數(shù)以萬計、乃至百萬計的特定序列的DNA片段（基因探針），有規(guī)律地排列固定于2cm2 的硅片、玻片 等支持物上，構(gòu)成的一個二維DNA探針陣列，與計算機(jī)的電子芯片十分相似，所以被稱為基因芯片。

基因芯片的測序原理是雜交測序方法，即通過與一組已知序列的核酸探針雜交進(jìn)行核酸序列測定的方法，在一塊基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探針。當(dāng)溶液中帶有熒光標(biāo)記的核酸序列TATGCAATCTAG，與基因芯片上對應(yīng)位置的核酸探針產(chǎn)生互補(bǔ)匹配時，通過確定熒光強(qiáng)度最強(qiáng)的探針位置，獲得一組序列完全互補(bǔ)的探針序列。據(jù)此可重組出靶核酸的序列。

二、基因芯片技術(shù)原理

1、DNA探針的大量收集和純化，基因芯片探針制備方法可以是根據(jù)基因設(shè)計特異性的PCR引物，對基因進(jìn)行特異性地擴(kuò)張，也可以是建立均一化的DNA文庫，通過克隆鑒定、篩選、擴(kuò)增產(chǎn)生；

2、將純化后的探針固定在片基上，首先要將基片（主要用的是玻璃片）進(jìn)行特殊的化學(xué)處理，使玻璃片醛基化或氨基化，然后將純化的探針通過顯微打印或噴打在基片上，再將打印好的玻璃片進(jìn)行后處理，如水合化、加熱或紫外交聯(lián)等；

3、樣品的標(biāo)記，標(biāo)記的方法一般是采用逆轉(zhuǎn)錄法或隨機(jī)引物延伸法等；

4、雜交后芯片的掃描、圖像處理的采集和數(shù)據(jù)分析。

三、基因芯片的特點(diǎn)

1、高通量、多參數(shù)同步分析

目前基因芯片制作工藝可達(dá)到在1cm2的載體平面上固定數(shù)萬至數(shù)十萬的探針，可對樣品中數(shù)量巨大的相關(guān)基因，甚至整個基因組及信息進(jìn)行同步檢測和分析。

2、快速全自動分析

在一定的條件下使樣品中的靶基因片段同時與芯片的多個探針進(jìn)行雜交，并采用掃描儀器測量雜交信號和分析處理數(shù)據(jù)。從而，從根本上提高了測量工作的速度和效率，也極大降低了測量工作的強(qiáng)度和難度。

3、高精確度分析

由于芯片上的每一點(diǎn)，即每個探針都可以精確定位和選址，加上每個探針都可以精確設(shè)計及制備，因此可以精確檢測出不同的靶基因、同一靶基因不同的狀態(tài)以及在一個堿基上的差別。

4、高精密度分析

商品化芯片制作上的精密及檢測試劑和方法上的統(tǒng)一在一定程度上保證了芯片檢測的高精密度和重現(xiàn)性，使不同批次乃至不同實(shí)驗(yàn)室之間的檢測結(jié)果，可以進(jìn)行有效比對及分析。

5、高靈敏度分析

基因芯片選用了不易產(chǎn)生擴(kuò)散作用的載體，探針及樣品靶基因的的雜交點(diǎn)非常集中，加上雜交前樣品靶基因的擴(kuò)增和雜交后檢測信號的擴(kuò)張，極大地提高了檢測的靈敏度，可以檢測出1個細(xì)胞中低至1個拷貝的靶基因，從而使檢測所需的樣品量大幅度減少，一般只需要10～20μL樣品。