基因芯片是什么

基因芯片又稱生物芯片或DNA芯片，起源于DNA雜交探針技術與半導體工業技術相結合的結晶。該技術系指將大量探針分子固定于支持物上后與帶熒光標記的DNA或其他樣品分子進行雜交，檢測每個探針分子的雜交信號強度進而獲取樣品分子的數量和序列信息。

基因芯片又稱生物芯片或 DNA 芯片，它們起源于 DNA 雜交探針技術與半導體工業技術相結合的結晶。該技術系指將大量探針分子固定于支持物上后與帶熒光標記的 DNA 或其他樣品分子（例如蛋白，因子或小分子）進行雜交，通過檢測每個探針分子的雜交信號強度進而獲取樣品分子的數量和序列信息。

一、基因芯片是什么

通過微加工技術 ，將數以萬計、乃至百萬計的特定序列的 DNA 片段（基因探針），有規律地排列固定于 2cm2 的硅片、玻片 等支持物上，構成的一個二維 DNA 探針陣列，與計算機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。當溶液中帶有熒光標記的核酸序列 TATGCAATCTAG，與基因芯片上對應位置的核酸探針產生互補匹配時，通過確定熒光強度最強的探針位置，獲得一組序列完全互補的探針序列。據此可重組出靶核酸的序列。

二、基因芯片技術原理

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基因設計特異性的 PCR 引物，對基因進行特異性地擴張，也可以是建立均一化的 DNA 文庫，通過克隆鑒定、篩選、擴增產生；

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）進行特殊的化學處理，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行后處理，如水合化、加熱或紫外交聯等；

3、樣品的標記，標記的方法一般是采用逆轉錄法或隨機引物延伸法等；

4、雜交后芯片的掃描、圖像處理的采集和數據分析。

三、基因芯片的特點

1、高通量、多參數同步分析

目前基因芯片制作工藝可達到在 1cm2 的載體平面上固定數萬至數十萬的探針，可對樣品中數量巨大的相關基因，甚至整個基因組及信息進行同步檢測和分析。

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行雜交，并采用掃描儀器測量雜交信號和分析處理數據。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度和難度。

3、高精確度分析

由于芯片上的每一點，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一在一定程度上保證了芯片檢測的高精密度和重現性，使不同批次乃至不同實驗室之間的檢測結果，可以進行有效比對及分析。

5、高靈敏度分析

基因芯片選用了不易產生擴散作用的載體，探針及樣品靶基因的的雜交點非常集中，加上雜交前樣品靶基因的擴增和雜交后檢測信號的擴張，極大地提高了檢測的靈敏度，可以檢測出 1 個細胞中低至 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。