基因芯片是什么？

基因芯片又称生物芯片或 DNA 芯片，它们起源于 DNA 杂交探针技术与半导体工业技术相结合的结晶。该技术系指将大量探针分子固定于支持物上后与带荧光标记的 DNA 或其他样品分子（例如蛋白，因子或小分子）进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。

一、基因芯片是什么

通过微加工技术 ，将数以万计、乃至百万计的特定序列的 DNA 片段（基因探针），有规律地排列固定于 2cm2 的硅片、玻片 等支持物上，构成的一个二维 DNA 探针阵列，与计算机的电子芯片十分相似，所以被称为基因芯片。

基因芯片的测序原理是杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法，在一块基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探针。当溶液中带有荧光标记的核酸序列 TATGCAATCTAG，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序列。

二、基因芯片技术原理

1、DNA 探针的大量收集和纯化，基因芯片探针制备方法可以是根据基因设计特异性的 PCR 引物，对基因进行特异性地扩张，也可以是建立均一化的 DNA 文库，通过克隆鉴定、筛选、扩增产生；

2、将纯化后的探针固定在片基上，首先要将基片（主要用的是玻璃片）进行特殊的化学处理，使玻璃片醛基化或氨基化，然后将纯化的探针通过显微打印或喷打在基片上，再将打印好的玻璃片进行后处理，如水合化、加热或紫外交联等；

3、样品的标记，标记的方法一般是采用逆转录法或随机引物延伸法等；

4、杂交后芯片的扫描、图像处理的采集和数据分析。

三、基因芯片的特点

1、高通量、多参数同步分析

目前基因芯片制作工艺可达到在 1cm2 的载体平面上固定数万至数十万的探针，可对样品中数量巨大的相关基因，甚至整个基因组及信息进行同步检测和分析。

2、快速全自动分析

在一定的条件下使样品中的靶基因片段同时与芯片的多个探针进行杂交，并采用扫描仪器测量杂交信号和分析处理数据。从而，从根本上提高了测量工作的速度和效率，也极大降低了测量工作的强度和难度。

3、高精确度分析

由于芯片上的每一点，即每个探针都可以精确定位和选址，加上每个探针都可以精确设计及制备，因此可以精确检测出不同的靶基因、同一靶基因不同的状态以及在一个碱基上的差别。

4、高精密度分析

商品化芯片制作上的精密及检测试剂和方法上的统一在一定程度上保证了芯片检测的高精密度和重现性，使不同批次乃至不同实验室之间的检测结果，可以进行有效比对及分析。

5、高灵敏度分析

基因芯片选用了不易产生扩散作用的载体，探针及样品靶基因的的杂交点非常集中，加上杂交前样品靶基因的扩增和杂交后检测信号的扩张，极大地提高了检测的灵敏度，可以检测出 1 个细胞中低至 1 个拷贝的靶基因，从而使检测所需的样品量大幅度减少，一般只需要 10～20μL 样品。