生物芯片技術的樣品制備

RNA樣品通常需要首先逆轉錄成cDNA并進行標記后才可進行檢測。目前，由于檢測靈敏度所限，尚難以普通探針對極少量的核酸分子進行雜交和檢測，所以需要對樣品或后續測試信號進行適當的放大。多數方法需要在標記和分析前對樣品進行適當程度的擴增，例如通過PCR方法，以使樣品核酸的拷貝數有所提高達到檢測的靈敏度。但用DNA芯片進行檢測分析時需要對樣品大量的DNA片段進行擴增和標記，所以需要同時對樣品核酸分子大量的區域進行擴增，這是一項工作量非常巨大的工作。順應這一要求出現了許多解決辦法，并在不同程度上減輕了工作量。例如，Mosaic Technologies公司引入的固相PCR方法，將多對引物固定于支持物上（其位置和序列信息預定），以類似于原位PCR的方式一次性對樣品多個片段進行擴增和放大，而且不會由于引物種類過多而出現相互間的競爭和抑制（這種情況曾出現于多重PCR中）。引物具有較強的特異性，擴增反應也不存在交叉污染，因而省略了處理常規多重和多個PCR反應的繁瑣工作。再如，Lynx Therapeutics公司引入的大規模并行克隆（massively parallel solid-phase cloning），可在一個樣品中同時對數以萬計的DNA片段進行克隆，且無需單獨處理和分離每個克隆。

除了檢測前對樣品分子的放大外，通常仍需要有高靈敏度的檢測設備來采集、處理和解析生物信息。但，亦有不經過對樣品的擴增和放大而直接應用特殊處理的探針，例如分支探針技術，而達到較高的檢測靈敏度水平。這種方法的原理是，設計具有龐大分支結構的分支核苷酸探針，分支末端以酶標記。這樣，經過分支核苷酸與酶的雙重放大作用而將標本雜交時極弱的信號轉換為較強的化學信號。該技術比較成功的例子就是HCV與HBV的檢測。它的最大優點在于其操作簡便，具有較高的靈敏度，同時也可以保證檢測結果的特異性[2]。當然，由于不同檢測方式的靈敏度不同對于樣品的處理和擴增情況的要求亦有所不同，具體的處理和放大方法仍需根據實際情況進行選擇。

同樣，基于生物大分子相互作用原理的生物芯片在檢測時生物樣品的處理遵循相似的方式，即信號的放大和樣品的標記。例如，蛋白芯片在進行檢測和分析時，可以將待分析的蛋白樣品用熒光素或其它物質進行標記，然后與生物芯片上的生物大分子進行相互作用，最后依據標記物質的不同采取相應的檢測方式采集和分析樣品和芯片上生物大分子相互作用的結果。對與非核酸類的生物大分子，存在的問題是有時不便于對其進行擴增和放大，因為其它生物大分子的結構相對比較復雜不能進行簡便的克隆或擴增。所以，這就向檢測的靈敏度提出了更高的要求。其它生物大分子的檢測和分析類似與蛋白分子。例如核酸與蛋白的相互作用，配體間的相互作用，糖與蛋白的相互作用等。