基因芯片技术

简介

基因芯片（gene chips），又称为DNA芯片（DNA chips）、DNA阵列（DNA array）等，是指在固相支持物上原位合成（in situ synthesis）寡核苷酸或者直接将大量DNA探针以显微打印的方式有序地固化于支持物表面。

然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号来实现对DNA等生物样品的快速、平行、高效的检测。

它是微电子、计算机、分子生物学等多学科交叉融合的一门高新技术，在DNA序列测定、基因表达分析、基因组研究、基因诊断、药物研究与开发，以及工农业、食品与环境监测等领域均有广泛的应用。

原理

根据基因芯片的制备方式可以将其分为两大类：原位合成芯片（synthetic gene chip）和DNA微集阵列（DNA microarray）。

原位合成芯片的基本原理是采用显微光蚀刻（photolithography）等技术，在芯片的特定部位原位合成寡核苷酸而制成。

这种芯片的集成度较高，但合成的寡核苷酸探针长度较短，一般为8～20个碱基，最长不超过50个碱基。

因此对于一般长度的基因，需要使用多个相互重叠的探针进行检测，才能对基因进行准确的鉴定。

虽然物理集成度高，但生物遗传信息的集成度相对受到影响。并且这类芯片的制备有严格的专利控制，发展受到限制。

DNA微集阵列的基本原理是用一套特殊的芯片打印装置，通过机械臂的来回移动，以显微打印的方式，将预先制备好的基因探针有序地固化于支持物表面。

虽然芯片的集成度相对较低，但使用的探针组来源比较灵活，可是合成的寡核苷酸片段、PCR扩增产物，也可采用来自基因组的DNA片段；可以是双链，亦可采用单链的DNA或RNA片段，且技术实现未受到专利控制，因而目前国际上发展很快。

应用

基因芯片技术常用于DNA序列测定、基因表达分析、基因组研究、基因诊断、药物研究与开发，以及工农业、食品与环境监测等领域。

来源：丁香实验