生物芯片技術特點

　　20世紀90年代初開始實施的人類基因組計劃（Human genome project，HGP）取得了人們當初意料不到的巨大進展。目前已經測定了十多種微生物以及高等動植物的全基因組序列，海量的基因序列數據正在以前所未有的速度膨脹。一個現實的科學問題擺到了人們面前：如何研究如此眾多基因在生命過程中所擔負的功能?如何有效利用如此海量的基因信息揭示人類生老病死的一般規律，并為人類最終戰勝各種病魔提供有效武器？于是，一項類似于計算機芯片技術的新興生物高技術隨著人類基因組研究的進展應運而生了。生物芯片的種類生物芯片是近10年在生命科學領域中迅速發展起來的一項高新技術。它主要是指通過微加工和微電子技術在固體芯片表面構建微型生物化學分析系統，以實現對生命機體的組織、細胞、蛋白質、核酸、糖類以及其他生物組分進行準確、快速、大信息量的檢測。目前常見的生物芯片分為三大類：即基因芯片（Genechip），DNAchip，DNAmicroarray）、蛋白芯片（Proteinchip）、芯片實驗室（Lab-on-a-chip）等。

　　生物芯片主要特點是高通量、微型化和自動化。生物芯片上高度集成的成千上萬密集排列的分子微陣列，能夠在很短時間內分析大量的生物分子，使人們能夠快速準確地獲取樣品中的生物信息，檢測效率是傳統檢測手段的成百上千倍。生物芯片將是繼大規模集成電路之后的又一次具有深遠意義的科學技術革命。基因芯片是生物芯片技術中發展最成熟和最先實現商品化的產品。基因芯片是基于核酸探針互補雜交技術原理而研制的。所謂核酸探針只是一段人工合成的堿基序列，在探針上連接上一些可檢測的物質，根據堿基互補的原理，利用基因探針到基因混合物中識別特定基因。基因芯片，又稱DNA芯片，DNA微陣列（DNAmicroar ray），和我們日常所說的計算機芯片非常相似，只不過高度集成的不是半導體管，而是成千上萬的網格狀密集排列的基因探針，通過已知堿基順序的DNA片段，來結合堿基互補序列的單鏈DNA，從而確定相應的序列，通過這種方式來識別異常基因或其產物等。目前，比較成熟的產品有檢測基因突變的基因芯片和檢測細胞基因表達水平的基因表達譜芯片。基因芯片技術主要包括四個基本技術環節：芯片微陣列制備、樣品制備、生物分子反應和信號的檢測及分析。