浅谈对基因芯片的认识10.6
什么是基因芯片
什么是基因芯片基因芯片是一种用于检测和分析基因表达的技术工具。
它可以同时检测和量化数千个基因在特定生物样本中的表达水平。
基因芯片已经广泛应用于生命科学研究和临床医学领域，为我们提供了解细胞和生物体内基因调控的重要工具。
基因芯片通常由玻璃或硅片制成，具有一系列微小的孔洞或微阵列。
这些孔洞中包含着固定的DNA探针，每个探针都与一个特定的基因序列相对应。
在检测过程中，将RNA提取出来，将其转录成互补DNA，并使用荧光标记将其标记。
然后将标记的DNA片段注入基因芯片中，DNA片段与芯片上的DNA探针序列互补匹配，形成互补杂交。
通过测量荧光强度，可以确定每个基因的表达水平。
基因芯片可以提供大量有关基因表达的信息。
它可以同时检测成千上万个基因的表达水平，可以揭示出在不同条件下基因调控的变化。
例如，可以将正常组织与癌细胞组织进行比较，找出与癌症发展相关的基因表达变化。
这些信息对于了解疾病的发病机制、治疗方法和预后有着重要的意义。
基因芯片还可以用于个性化医学的研究和临床应用。
通过分析基因芯片数据，可以根据个体的基因表达谱来预测患者对某种药物的反应情况，从而指导个体化的治疗方案。
此外，基因芯片还可以用于研究基因与环境相互作用对健康和疾病的影响，为预防和控制疾病提供依据。
然而，基因芯片技术也存在一些挑战和限制。
首先，基因芯片分析需要大量的样本，才能提供可靠的结果。
其次，基因芯片技术对样本的预处理和实验操作要求非常高，操作不当可能会导致数据的偏差。
此外，基因芯片分析得到的是基因表达水平的快照，无法体现基因互作和调控的动态变化。
为了应对这些挑战，研究人员正在不断改进基因芯片的设计和数据分析方法。
例如，新一代的基因芯片可以检测更多的基因，并具有更高的分辨率和灵敏度。
同时，新的生物信息学工具和算法的开发，可以更好地处理和解释基因芯片数据，揭示更全面和准确的基因调控网络。
综上所述，基因芯片是一种重要的生物技术工具，可以帮助我们快速、准确地了解基因表达谱，揭示出基因调控的变化，为生命科学研究和临床医学提供重要的支持和指导。
基因芯片
a基因表达的检测 b发现新基因 c基因多态性的检测 d作物杂交优势预测 e鉴别假冒伪劣种子
a在空间科学上的用途 采用生物芯片技术,许多研究工作就可以在太空 中进行,成本低,研究效果却非常好. b商品检验、检疫 针对商检的内容和对象的不同，检验、检疫基 因芯片可分为四种：食品卫生检验芯片、植物检验 芯片、动物检验芯片、转基因植物检测芯片。 c环境保护 检测污染微生物或有机化合物对环境、人体、 动植物的污染和危害，同时也能够通过大规模的 筛选寻找保护基因、制备防治危害的基因工程药品 或能够治理污染源的基因产品。 d基因表达分析 e寻找新基因和基因功能研究
4完成了光敏保护试剂的全合成、对胸腺核苷 （T）5′﹣羟基的光敏保护N﹣酰基化和2′﹣脱 氧核苷的制备。
5开展了微型PCR装置、毛细血管电泳微芯片等方 面的研究工作，包括毛细血管制作、光学检测系统 温度控制系统等方面的研究工作。
中国的基因芯片的发展方向 1发展具有自主知识产权的高密度基因芯片制备的 关键技术，发展一个可进行高密度基因芯片加工基 因芯片的加工设备和工艺。 2发展和研制的基因芯片设计和分析软件。 3发展出高集成度的生物活性单元微阵列芯片，包 括DNA、PNA、多肽、蛋白质、病毒、细胞组和细 胞以及微小生物组织等生物活性微阵列芯片。玻片修饰技术、固定技术的研究， 以满足cDNA在不同修饰玻片上的高效率固定、杂 交的需要，成功地制作了每平方厘米超过25000点 的DNA芯片。 2多病毒基因检测芯片的研究，主要完成了4﹣6种 病毒基因的PCR共扩增、DNA探针的固化和简易 信号检测技术研究。 3高灵敏度的DNA芯片检测系统研究，现已初步建 立了DNA芯片检测仪，包括成像系统、软件和样品 平台等
一药物筛选 A 通过基因芯片的筛选，可以了解中药在基因水平 的调控机制，为中药的应用奠定坚实的理论基础。 B 通过基因芯片的筛选，能为中药的进一步开发和 设计提供理论指导，有利于研制单位重新组织中 药复方中的有效组分，得到专一性更强、疗效更 显著、毒性更低的新药。 C 基因芯片技术可以筛选药物的毒副作用和致畸 致突变作用。 意义：应用生物芯片来进行药物筛选寻找，查检药 物的毒性或副作用，用芯片做大规模的筛选研究可 以省略大量的动物试验，缩短药物筛选所用的时间 从而带动创新药物的研究和开发。
基因芯片技术简介及应用
基因芯片技术简介及应用随着基因组学研究的不断深入，人类已进入一个崭新的生物世纪，基因芯片在基因功能研究、临床诊断及新药开发等方面显示了巨大的威力，被誉为基因功能研究领域最重要的技术之一。
一、基因芯片技术基本原理基因芯片的创意来自于计算机芯片。
它和计算机芯片一样，具有超微化、高度集成、信息贮存量大等特点，所不同的是，计算机芯片采用的是半导体集成电路，而基因芯片是以基因片段作为“探针”来进行工作的。
（一）基因芯片的定义基因芯片（gene chip）又称DNA芯片，是指将许多特定的寡核苷酸片段或基因片段作为探针，有规律地排列固定于支持物上，样品DNA或RNA通过PCR扩增、体外转录等技术掺入荧光等标记分子，然后按碱基配对原理与固定的探针杂交，再通过荧光检测系统等对芯片进行扫描，通过计算机系统对每一探针的信号进行处理，从而迅速得出所需要的信息。
基因芯片技术工作原理与经典的核酸分子杂交是一致的，都是应用已知核酸序列作为探针与互补的靶核苷酸序列杂交，通过随后的信号检测进行定性与定量分析。
在一块1cm2大小的基因芯片上，根据需要可固定数以千计甚至万计的基因片段，以此形成一个密集的基因方阵，与标记的样品分子进行杂交，实现对成千上万个基因的高通量同步检测（见文末彩图-1）。
图-1 经荧光扫描后的芯片图示（二）基因芯片技术的主要特点基因芯片技术归纳起来，具有高并行性、多样性、微型化和自动化这四大特点。
高并行性有利于基因芯片所示图谱的快速对照和阅读，效率大为提高；多样性则提供了样品的多指标测定，每块芯片上都含有成百上千种的寡核苷酸探针或cDNA探针，能够用于基因突变、单核苷酸多态性（SNP）、细菌分型等需要高通量的检测；微型化的好处在于对样品的需要量非常少，而且还能节省试剂用量，降低检测成本；自动化使得人力、物力投入减少，检测时间缩短并保证了质量。
同时，它还具有操作简便、信息综合处理能力强、结果可靠和仪器配套齐全等优势，因而备受青睐。
基因芯片
※基因芯片技术在非霍奇金淋巴瘤研究中的 应用（2009年） ※基因芯片在中药抗肿瘤机制研究中的应用 （2010年） ※胃癌患者抑郁相关基因的基因芯片研究和 通路分析（2010年）
当前面临的困难
1、样品制备上 当前在标记和测定前都要对样品进行一定 程度的扩增以便提高检测的灵敏度，但仍有不 少人在尝试绕过该问题，这包括固相 PCR 扩 增体系以及大量并行固相克隆方法，两种方法 各有优缺点，但目前尚未取得实际应用。 2、探针的合成与固定复杂 特别是对于制作高密度的探针阵列。使用 光导聚合技术每步产率不高（ 95% ），难于 保证好的聚合效果。
2、肝组织RNA的提取和探针制备 肝组织RNA 肝组织RNA的提取和探针制备 提取各样本总RNA，将总RNA分离纯化为 mRNA。mRNA经逆转录标记eDNA探针并纯化。 在一链合成中掺入荧光标记dCTP，用cy3dCTP标记对照组，用Cy5-dCTP标记实验组。 3、杂交 杂交 将基因芯片和杂交探针分别置于水浴中 变性，立即将探针加在基因芯片上，盖玻片封片， 置于杂交舱中，密封，放入杂交箱内杂交。然后按 顺序用SSC和SDS溶液洗涤，室温晾干
1、白血病 人T细胞白血病病毒1(HTLV-1)是成 人T细胞白血病的致病因子，HTI·1引起 白血病的关键是造成异常T细胞的生长和 存活，HTLV．1感染的T细胞可以无限增殖 (不朽性)，从而导致恶性转化。
⑴用基因芯片发现有62个基因与VP-16 引起的细胞凋亡有关。 ⑵用基因芯片分析全反式维甲酸能诱 导急性早幼粒细胞白血病的分子机制。 ⑶利用基因表达模式的识别对白血病 进行了分类，发现用基因表达模式可将AML 和ALL区分开，而不必非有生物学或临床区 别。
什么是基因芯片？
基因芯片是将DNA或寡聚核苷酸固定 在固相支持物上，经过生物样品中的DNA 或RNA与之杂交，再通过特定的方法检测 并进行数字化处理，从而得出待测样品的 核酸信息。
什么是基因芯片它有什么用
什么是基因芯片它有什么用问：为什么一个外向、快乐、喜欢与人交往的人远比那些爱独处的人更喜欢向人露出笑脸?大多数人都会对这一问题不以为然：参加到社交活动中去当然远比一个人坐在墙角要有意义得多。
但是，答案也许不那么简单。
科学家认为，外界事物要引起人们的反应，需要经历一系列复杂的过程。
其中有生物、遗传和心理等诸多因素的参与，更重要的是还与一个人的性格有很大关系。
很久以来，科学家都没弄清楚一个人的大脑在决定性格方面究竟起了什么作用。
最近，美国科学家用功能性磁共振扫描仪对人的大腿进行观察发现，对于一件愉快的事，每个人的反应是不同的，由此快乐也是不同的。
当一个人看到美好的东西如一张笑脸的时候，这个人的反应如何，取决于两侧大脑的杏仁样的组织所产生的冲动，神经学家称这个组织为杏仁核。
它的活动可以通过核磁成像扫描仪观察到。
科学家挑选了15名学生参与到这一研究中。
科学家事先通过一系列的测试来判断他们的性格属于哪种类型，是开朗，乐观(外向)，还是焦虑或没有安全感，甚至有一点神经质。
实验中，研究人员让受试学生看一系列照片，而且要求他们将精力集中在照片上，对照片进行判断，如哪些是女人，哪些是男人。
结果，科学家通过扫描仪的监测，在每个人身上都发现：当受试者看到照片上的人物有令人不愉快或感到威胁的表情时，杏仁体总要产生某些冲动，与受试者的性格无关。
但是，当受试者看到一张快乐的脸时，性格不同的人表现出来的反应就不尽相同，一些性格外向的人不仅杏仁体产生冲动，大脑皮质的愉悦区也会兴奋，而一些性格内向的人似乎无动于衷，杏仁体的冲动也不强烈。
科学家通过研究认为。
开朗的人很容易与外界产生共鸣，而害羞的人则不容易产生愉悦感。
现在的争议是，到底是谁影响谁?是杏仁体发出的冲动让一些人兴奋开朗起来，还是性格决定那些对快乐的脸无动于衷的人的大脑不容易产生愉悦感?科学家认为二者的关系就像“鸡和蛋”的关系，尽管目前的研究并不能告诉我们人的性格是怎样形成的，但提示我们人的性格与大脑有关，如果一个人多看一些美好和愉悦的东西，多想一些愉快的事，就会使性格开朗起来。
基因芯片技术是什么？一文读懂基因芯片!
基因芯片技术是什么？一文读懂基因芯片！基因芯片技术是生物芯片的一种，它是生命科学领域里兴起的一项高新技术，它集成了微电子制造技术、激光扫描技术、分子生物学、物理和化学等先进技术。
生物芯片生物芯片是指将成千上万的靶分子（比如DNA、RNA或蛋白质等）经过一定的方法有序地固化在面积较小的支持物（如玻璃片、硅片、尼龙膜等）上，组成密集分子排列，然后将已经标记的样品与支持物上的靶分子进行杂交，经洗脱、激光扫描后，运用计算机将所得的信号进行自动化分析。
这种方法不仅节约了试剂与样品，而且节省了大量的人力、物力与时间，使检测更为快速、准确、敏感，是目前生物检测中效率高、最为敏感和最具前途的技术。
根据在支持物上所固定的靶分子的种类可将生物芯片分为基因芯片、蛋白质芯片、组织芯片和芯片实验室等。
目前，技术比较成熟、应用最广泛的是基因芯片技术，其在基因组的表达分析、药物筛选、模拟生物的基因表达及功能研究、遗传疾病基因诊断、病原微生物的诊断等方面都有广泛的应用，是一种高效、大规模获取相关生物信息的重要手段。
基因芯片基因芯片也称DNA微阵列,是生物芯片的一种。
基因芯片原理最初是由核酸的分子杂交衍生而来的,即应用已知序列的核酸探针对未知序列的核酸序列进行杂交检测DNA芯片技术，实际上就是一种大规模集成的固相杂交。
是指在固相支持物上原位合成( situ synthesis)寡核苷酸或者直接将大量预先制备的DNA探针以显微打印的方式有序地固化于支持物表面，然后与标记的样品杂交。
通过计算机对杂交信号的检测分析，得出样品的遗传信息(基因序列及表达的信息)。
由于常计算机硅芯片作为固相支持物，所以称为DNA芯片。
基因芯片采用大量特定的寡核苷酸片段或基因片段作为探针，有规律地固定于与光电测量。
基因芯片综述
基因芯片文献综述摘要：基因芯片技术是伴随着人类基因组计划的实施而发展起来的生命科学领域里的前沿生物技术。
目前，人们对疾病的分类和诊断的水平已经有了进一步的提高，基于基因芯片的特征选择技术在其中起到了关键性的作用。
经过十几年的发展，基因芯片技术也在不断完善、成熟，并广泛运用于生命科学的各个领域。
本文重点介绍基因芯片技术的进展、分类、应用领域及发展前景。
关键词：基因芯片技术背景，分类，应用领域，展望1．基因芯片技术背景1.1技术背景20世纪80年代启动的由多个国家参加的人类基因组计划，被称为是继曼哈顿原子计划、阿波罗登月计划之后的第三大科学计划，这个计划的完成对人类认识自身，提高健康水平，推动生命科学、医学、生物技术、制药业、农业等的发展具有极其重要的意义。
随着人类基因组计划(Human Genome Project, HGP)的完成以及分子生物学相关学科的迅猛发展，极大地带动了人类疾病相关基因以及病原微生物基因的定位、克隆、结构与功能研究，基因芯片(gene chip)就是在这个背景下发展起来的一项分子生物学新技术[1]。
1.2基因芯片概念基因芯片即DNA芯片或DNA微阵列，大小如指甲盖一般，每个芯片的基而上都可以划分出数万至数百万个小区，在指定的小区内，可固定大量具有特定功能、长约20个碱基序列的核酸分子。
它是把大量己知序列探针集成在同一个基片(如玻片、膜)上[2-4]，经过标记的若干靶核苷酸序列与芯片特定位点上的探针杂交，通过检测杂交信号，对生物细胞或组织中大量的基因信息进行分析。
1.3基因芯片特点其突出特点在十高度并行性、多样性、微型化和自动化。
高度的并行性不仅可以大大提高实验的进程，而且有利于DNA芯片技术所展示图谱的快速对照和阅读。
多样性可以在单个芯片中同时一进行样品的多参数分析，从而避免因不同实验条件产生的误差，大大提高分析的精确性。
微型化可以减少试剂用量和减小反应液体积，降低实验费用。
基因芯片的应用原理
基因芯片的应用原理1. 什么是基因芯片？基因芯片（Gene Chip）是一种利用微电子技术和分子生物学技术相结合，用于检测和分析基因表达的工具。
它可以同时检测数千到数百万个基因在给定生物或组织中的表达情况。
基因芯片的应用领域很广，包括基因表达分析、疾病诊断、新药开发等。
2. 基因芯片的原理基因芯片的应用原理主要包括以下几个方面：2.1 探针设计基因芯片上的每个探针都是一段DNA或RNA的序列，用于与待测样品中的目标基因序列进行特异性结合。
探针的设计需要考虑到目标基因的序列特异性，以确保结果的准确性。
2.2 样品准备样品准备是基因芯片分析的前提。
通常，首先需要从生物样品中提取RNA或DNA，并利用反转录酶将RNA转录为cDNA。
接着，通过打断DNA链的方式，引入荧光标记的核苷酸，标记待测样品中的基因。
2.3 杂交反应杂交反应是基因芯片的核心步骤。
将标记的待测样品与基因芯片上的探针进行杂交反应，探针与待测样品中的目标基因序列特异性结合。
待测样品中的目标基因与芯片上的探针结合，通过特定荧光信号的检测，可以了解基因在样品中的表达水平。
2.4 荧光信号检测与分析在杂交反应之后，需要对芯片上的荧光信号进行检测与分析。
根据荧光信号的强弱可以了解待测样品中基因的表达水平。
通常情况下，用两种颜色的荧光标记来表示待测样品和对照样品的基因表达情况，通过比较两种颜色的荧光信号的强度，可以得到基因的相对表达水平。
2.5 数据分析基因芯片产生的原始数据需要经过数据分析才能得到有意义的结果。
数据分析的过程包括数据预处理、信号强度计算、差异基因筛选、功能注释等。
通过数据分析，可以揭示基因调控网络、相关信号通路等重要信息。
3. 基因芯片的应用基因芯片的应用非常广泛，以下是一些常见的应用领域：3.1 基因表达分析基因芯片可用于研究不同组织、不同生理状态下基因的表达模式，帮助揭示基因的功能以及与疾病的关联。
3.2 疾病诊断基因芯片可以检测和分析与疾病相关的基因，在疾病的早期诊断、预测疾病进展等方面发挥重要作用。
基因芯片
基因芯片基因芯片(genechip)（又称DNA芯片、生物芯片）的原型是80年代中期提出的。
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八核苷酸的探针。
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。
基因芯片- 概述基因芯片(gene chip)的原型是80年代中期提出的。
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，可以用图11-5-1来说明。
在一块基片表面固定了序列已知的八核苷酸的探针。
当溶液中带有荧光标记的核酸序列TAT GCAATCTAG，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。
基因芯片又称为DNA微阵列(DNA microarray)，可分为三种主要类型：1）固定在聚合物基片（尼龙膜，硝酸纤维膜等）表面上的核酸探针或cDNA片段，通常用同位素标记的靶基因与其杂交，通过放射显影技术进行检测。
这种方法的优点是所需检测设备与目前分子生物学所用的放射显影技术相一致,相对比较成熟。
但芯片上探针密度不高，样品和试剂的需求量大，定量检测存在较多问题。
2）用点样法固定在玻璃板上的DNA探针阵列，通过与荧光标记的靶基因杂交进行检测。
这种方法点阵密度可有较大的提高，各个探针在表面上的结合量也比较一致，但在标准化和批量化生产方面仍有不易克服的困难。
3）在玻璃等硬质表面上直接合成的寡核苷酸探针阵列,与荧光标记的靶基因杂交进行检测。
该方法把微电子光刻技术与DNA化学合成技术相结合，可以使基因芯片的探针密度大大提高，减少试剂的用量，实现标准化和批量化大规模生产，有着十分重要的发展潜力。
基因芯片
基因芯片
什么是基因芯片？
中文名称：基因芯片 英文名称：gene chip 定义1：固定有寡核苷酸、基因组DNA或互补DNA等的生物芯片。 利用这类芯片与标记的生物样品进行杂交， 可对样品的基因表达谱生物信息进行快速定性和定量分析。 应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；方法与技术（二级学科） 定义2：固定有寡核苷酸、基因组DNA或cDNA等的生物芯片。利用这类芯片与标 记的生物样品进行杂交，可对样品的基因表达谱生物信息进行快速定性和定量 分析。应用学科：细胞生物学（一级学科）；细胞生物学技术（二级学科）
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谈科学之基因芯片
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检测原理 由于所使用的标记物不同，因而相应的探测方法也各具特色。大多数研究 者使用荧光标记物，也有一些研究者使用生物素标记，联合抗生物素结合 物检测DNA化学发光。通过检测标记信号来确定DNA芯片杂交谱型。
结 语
※ 作为一种高通量的自动化检测技术，基因芯片在病原体的检测和疾病 诊断、药物靶点筛选、耐药性和疾病治疗、基因变异和疾病预防等方 面有广阔的应用前景。 ※ 基于PCR、碱基配对、标记技术、固相化技术基础上的基因芯片技术， 同样存在上述基础技术中在敏感性特异性、运行成本等方面待解决的 问题。 ※ 随着研究的不断深入和技术的更加完善基因芯片一定会在生命科学研 究领域发挥出其非凡的作用。
2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。
图片展示介绍
在此简单地展示一些基因芯片及其制作过程。
>基因芯片 显然 基因芯片技术已经取得了 长足的发展，得到世人的 瞩目。 展示基因芯片的制作过程。
基因芯片
压电谐振阵列自动检测系统
电磁屏蔽系统
传感器阵列
振荡电路
频率采 集电路
计算机
参比传感器
检测系统连接示意图
生物芯片无论是概念还是技术都 在飞速发展中，在此无法一一列举。 其实，只要抓住了芯片集成、可寻址 与平行分析的灵魂，我们完全可以根 据自己的需要设计特殊应用的芯片， 也可以根据我们所掌握的先进技术开 发特殊技术生物芯片…
Picture from Nanogne website: /
电子芯片实质上是一种由电场（或电、磁场）
指导杂交反应的芯片技术。 芯片制作：在带有正电荷的硅片上制成1mm2的阵列，每
个阵列含多个微电极，在每个电极上通过氮化硅沉积和蚀刻制 备出样品池；将含有亲和素的琼脂糖覆盖在电极上制成。
是基于生物微芯片的便携式分析系统，可集成式地完成样品 制备、生化反应及结果检测。是生物芯片发展的终极目标。
cDNA芯片
DNA芯片
信息生物芯片
Oligo芯片
组织芯片 生物芯片
蛋白芯片 微流体芯片 功能生物芯片 芯片实验室
基因芯片技术最早是作为测序 方法而提出，后来作为高通量的 基因信息分析工具得到重视和发 展。 现在，“芯片”概念已经在生 物技术领域得到普遍接受和拓展。
合成点样 原位合成（in situ synthesis）
cDNA芯片采用点样技术
合成点样技术
在用合成点样法生产基因芯片时，先合成4n 种寡核苷酸探针，n为探针长度；然后，将 每一种探针精确定位点样于选定的载体上。
合成点样法生产基因芯片的工作量非常大， 以合成8聚体寡核苷酸探针为例，就要合成 48=65536种探针！
尽管基因芯片在医学检验中的应用前
景普遍看好，但目前还没有一种诊断芯
基因芯片综述
基因芯片综述摘要：基因芯片是国际上20世纪90年代发展起来的一项顶尖技术，它是固体芯片表面构建微流体单元和系统，以实现对细胞、蛋白质、核酸以及其它生物组分大信息的检测。
高密度的基因芯片能够在同一时间内分析大量的基因，从而准确破译遗传密码。
本文参阅了一些文献资料，对基因芯片的认识进行了综述。
关键词：基因芯片技术原理应用基因芯片（gene chip）又称DNA芯片，是指将大量探针分子固定于支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过杂交信号的强弱判断靶分子的数量。
用该技术可将大量的探针同时固定于支持物上，所以一次可对大量核酸分子进行检测分析，从而解决了传统核酸印迹杂交技术操作复杂、自动化程度低、检测目的分子数量少、效率低等不足。
它能在同一时间内分析大量的基因，使人们准确高效地破译遗传密码。
[1]发展历史俄罗斯科学院恩格尔哈德分子生物学研究所和美国阿贡国家实验室（ANL）的科学家们最早在文献中提出了用杂交法测定核酸序列（SBH）新技术的想法。
当时用的是多聚寡核酸探针。
几乎与此同时英国牛津大学生化系的Sourthern等也取得了在载体固定寡核苷酸及杂交法测序的国际专利。
在这些技术储备的基础上，1994年在美国能源部防御研究计划署、俄罗斯科学院和俄罗斯人类基因组计划1000多万美元的资助下研制出了一种生物芯片，并用于检测尽地中海病人血样的基因突变，筛选了一百多个外地中海贫血已知的突变基因。
这种生物芯片的基因译码速度比传统的Sanger 和MaxaxGilbert法快1000倍，是一种有希望的快速测序方法。
抢先发展技术，尽快占领市场是市场经济竞争中取得胜利的信条。
生物芯片目前正处于激烈的技术竞争状态中。
Pac kard仪器公司发展的是诊断用的以凝胶为基础的中等密度的芯片。
而Affymetrix公司则已成功地应用了光导向平板印刷技术直接在硅片上合成寡核苷酸点阵的高密度芯片而领先于芯片分析领域。
该公司与惠普公司合作开发出专用的能扫描40万点点阵的基因芯片扫描仪，同时又开发出同时可平行通过几块芯片的流路工作站和计算机软件分析系统。
基因芯片
DNA Chip Technology
Solid support (glass, plastic, metal, silicon) Miniaturized array of DNA (genetic material) Work on the biochemical principle of DNA/DNA hybridization Hybridized probes (DNA molecules) are fluorescently labeled
通常用计算机硅芯片作为固相支持物，所 以称为DNA芯片 。 DNA芯片为生物芯片的一种：
生物芯片包括：
DNA芯片 蛋白质芯片 其它芯片
按用途分
– 样品制备芯片 – 生化反应芯片 – 检测芯片
芯片实验室是生物芯片技术发展的
最终目标
基因芯片发展历史
Southern & Northern Blot
进一步阐明基因的相互协同、抑制、互
为因果等关系。有助于理解基因及其编 码的蛋白质的生物学功能，并从已知生 物学功能的基因推论未报道基因的生物 学意义。同时，还可在基因水平上解释 疾病的发病机理，为疾病诊断、药效跟 踪、用药选择等提供有效手段。 急性白血病、黑色素瘤、卵巢癌、乳腺 癌、前列腺癌、肝癌等表达谱芯片的研 究。
基因芯片——“生物信息精灵”
基因芯片——“生物信息精灵”——浅谈数学、计算机在现代生命科学研究中的作用二十世纪是物理科学的世纪，而二十一世纪则是生命科学的世纪。
生命科学，尤其是生物技术的迅猛发展，不仅与人类健康，农业发展以及生存环境密切相关，而且还将对其它学科的发展起到促进作用，所谓"今天的科学，明天的技术，后天的生产"。
而生命科学的基础性研究是现代生物技术的源泉、科学和技术创新的关键。
现代生物技术，是一门领导尖端科技的学科，正因如此，我很想知道它与数学——我得专业课，计算机等理论或技术是怎样有机的联系在一起的。
基于此，我利用课余时间查阅了许多网站、书籍，并有了小小的收获。
现就“基因芯片”技术，浅谈如下。
一、基因芯片简介基因芯片，也叫DNA芯片，是在90年代中期发展出来的高科技产物。
基因芯片大小如指甲盖一般，其基质一般是经过处理后的玻璃片。
每个芯片的基面上都可划分出数万至数百万个小区。
在指定的小区内，可固定大量具有特定功能、长约20个碱基序列的核酸分子（也叫分子探针）。
由于被固定的分子探针在基质上形成不同的探针阵列，利用分子杂交及平行处理原理，基因芯片可对遗传物质进行分子检测，因此可用于进行基因研究、法医鉴定、疾病检测和药物筛选等。
基因芯片技术具有无可比拟的高效、快速和多参量特点，是在传统的生物技术如检测、杂交、分型和DNA测序技术等方面的一次重大创新和飞跃。
二、基因芯片技术生物芯片技术是于90年代初期随着人类基因组计划的顺利进行而诞生，它是通过像集成电路制作过程中半导体光刻加工那样的微缩技术，将现在生命科学研究中许多不连续的、离散的分析过程，如样品制备、化学反应和定性、定量检测等手段集成于指甲盖大小的硅芯片或玻璃芯片上，使这些分析过程连续化和微型化。
也就是说将现在需要几间实验室、检验室完成的技术，制作成具有不同用途的便携式生化分析仪，使生物学分析过程全自动化，分析速度成千上万倍地提高，所需样品及化学试剂成千上万倍地减少。
基因芯片作文
基因芯片作文
今天，老师说要讲基因芯片，我多少有点不安，基因芯片名字不太好听，感觉不怎么厉害，看上去像电影里的神奇武器。
但是，基因芯片其实是一个小小的玻璃片，上面遍布着密密麻麻的小点，每一个小点都是一个基因，就像一张小小的“基因地图”。
老师说，基因芯片可以不需要系统检查我们的身体，就能看看我们会不会生病。
还可以查出我们的先祖是谁，真的太神奇了！
我有些得意，假如我也能拥有一个基因芯片，我就可以知道我的祖先们住在哪里，他们是什么样子的，他们会做什么。
我还可以清楚地了解自己的身体里藏着什么秘密，会不会有超能力？
但是老师说，基因芯片并不是万能的，它也有一些局限，没法完全清楚地了解我们。
看起来好像每个人都有自己的故事，基因芯片并不能展露全部。
我突然想起，爸爸妈妈说，他们是从一个小小的细胞慢慢长大的，我的细胞里会不会也追踪着我的秘密？我以前听说过，好像有点明白了，基因芯片就像一把钥匙，可以打开我们身体里的宝藏，但它并不能完全理解我们。
我真期待未来，或许有一天，我们会拥有更强大的基因芯片，了解更多的秘密，也许到那时，我们就能越来越了解自己，也越发了解这个世界。
基因芯片
半导体硅片等
扫描、定量分析；
生物传感器等
薄膜片基如
NC、Nylon膜等
预先合成后点样
低 荧光
三.基因芯片工作的基本原理
基因芯片的工作原理与经典的核酸分子杂交方 法（Southern Blotting 和 Northern Blotting等）是 一致的，都是应用已知核酸序列作为探针与互补的靶 核苷酸序列杂交，通过随后的信号检测进行定性与定 量分析，基因芯片在一微小的基片（硅片、玻片、塑 料片等）表面集成了大量的分子识别探针，能够在同 一时间内平行分析大量的基因，进行大信息量的筛选 与检测分析。
是目前基因芯片应用最广泛的领域，也是人 类基因组工程的重要组成部分，它提供了从整体 上分析细胞表达状况的信息，而且为了解与某些 特殊生命现象相关的基因表达提供了有力的工具， 对于基因调控以及基因相互作用机理的探讨有重 要作用。人类基因组编码大约40000个不同的基因， 因此，具有监测大量mRNA的实验工具很重要。
二. 基因芯片的类型
从芯片上固定的DNA分：
寡核苷酸阵列和cDNA阵列
以支持物分： 薄膜型、玻片型、微板型和集成电路型 按工作原理分： 杂交型、合成型、连接型、亲和识别型等 以基质材料分： 无机片基和有机片基
表1 片基
钢性片基如玻片
基因芯片的主要类型及其简要特点 探针密度
高
探针固定方式
原位合成
显色及检测方式
描。
芯片制备方法主要包括二种类型：
1.点样法：
寡核苷酸序列点样:
首先是探针库的制备, 根据基因芯片的分析目标 从相关的基因数据库中选取特异的序列进行PCR扩增 或直接人工合成寡核苷酸序列，然后通过计算机控制 的三坐标工作平台用特殊的针头和微喷头分别把不同 的探针溶液逐点分配在玻璃、尼龙以及其它固相基片 表面的不同位点上，通过物理和化学的方法使之固定。
基因芯片概念
基因芯片概念嘿，你有没有想过，在我们肉眼看不到的微观世界里，正发生着一场科技革命呢？今天呀，我就想跟你唠唠这个超酷的基因芯片。
我有个朋友叫小李，他是个生物科技迷。
有一次我们聊天，他就特别兴奋地跟我说：“你知道基因芯片吗？那可真是个神奇的东西，就像是微观世界的超级侦探！”我当时就被他这个说法给吸引住了。
基因芯片到底是啥呢？简单来说，基因芯片就像是一个超微型的基因信息库，只不过这个信息库是被集成在一块小小的芯片上的。
想象一下，把整个图书馆的书都压缩成一张小小的卡片，这卡片就是基因芯片，而那些书里的内容就是各种各样的基因信息。
这芯片的表面布满了密密麻麻的基因探针，这些探针就像一个个小触角，专门用来捕捉特定的基因片段。
我记得去参加一个科技展的时候，有个讲解员给我打了个很有趣的比方。
他说基因芯片就像是一个拥有无数小坑的筛子，每个小坑都有特定的形状，只能让特定形状的东西通过，而这些东西就是我们要检测的基因片段。
这时候我才恍然大悟，原来基因芯片的工作原理这么有趣。
基因芯片在医疗领域可是个大功臣呢。
就拿癌症检测来说吧。
以前呀，检测癌症可能要经过一系列繁琐的检查，而且有时候还不能早期发现。
但是有了基因芯片就不一样了。
医生可以通过基因芯片快速检测患者的基因样本，看看有没有那些与癌症相关的基因变异。
就像我的另一个朋友小王，他家里有人患了癌症。
他就特别担心自己也会得。
后来他去做了基因芯片检测，结果显示他并没有那些高危的基因变异。
他当时就松了一口气，高兴得不得了，直说：“这基因芯片可真是个好东西，就像给我吃了一颗定心丸！”不仅在癌症检测方面，在遗传病的诊断上，基因芯片也是威力巨大。
我有个邻居，他们家有遗传性的疾病。
他们一直担心自己的孩子也会遗传到这个病。
当孩子出生后，就赶紧做了基因芯片检测。
结果很快就出来了，幸运的是，孩子并没有携带那种致病基因。
他们一家人当时那种喜悦的心情，真的是难以形容。
他们不停地说：“基因芯片简直就是我们家的大救星啊。
基因芯片简介
基因芯片简介随着人类基因组（测序）计划（Human genome project ）的逐步实施以及分子生物学相关学科的迅猛发展，越来越多的动植物、微生物基因组序列得以测定，基因序列数据正在以前所未有的速度迅速增长。
然而, 怎样去研究如此众多基因在生命过程中所担负的功能就成了全世界生命科学工作者共同的课题。
为此，建立新型杂交和测序方法以对大量的遗传信息进行高效、快速的检测、分析就显得格外重要了。
基因芯片（又称DNA 芯片、生物芯片）技术就是顺应这一科学发展要求的产物，它的出现为解决此类问题提供了光辉的前景。
该技术系指将大量（通常每平方厘米点阵密度高于400 ）探针分子固定于支持物上后与标记的样品分子进行杂交，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。
早在八十年代，Bains W. 等人就将短的DNA 片断固定到支持物上，借助杂交方式进行序列测定。
但基因芯片从实验室走向工业化却是直接得益于探针固相原位合成技术和照相平板印刷技术的有机结合以及激光共聚焦显微技术的引入。
它使得合成、固定高密度的数以万计的探针分子切实可行，而且借助激光共聚焦显微扫描技术使得可以对杂交信号进行实时、灵敏、准确的检测和分析。
正如电子管电路向晶体管电路和集成电路发展是所经历的那样，核酸杂交技术的集成化也已经和正在使分子生物学技术发生着一场革命。
现在全世界已有十多家公司专门从事基因芯片的研究和开发工作，且已有较为成型的产品和设备问世。
主要代表为美国Affymetrix 公司。
该公司聚集有多位计算机、数学和分子生物学专家，其每年的研究经费在一千万美元以上，且已历时六七年之久，拥有多项专例。
产品即将或已有部分投放市场，产生的社会效益和经济效益令人瞻目。
基因芯片技术由于同时将大量探针固定于支持物上，所以可以一次性对样品大量序列进行检测和分析，从而解决了传统核酸印迹杂交（Southern Blotting 和Northern Blotting 等）技术操作繁杂、自动化程度低、操作序列数量少、检测效率低等不足。
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23湖北生态工程职业技术学院学报JOURNAL OF HUBEI ECOLOGY VOCATIONAL COLLEGE2006年第3期第4卷第3期Vol.4No.3收稿日期：2006-06-29作者简介：何利华（1980-），女，主要从生物技术教学与研究工作。
浅谈对基因芯片的认识何利华（湖北生态工程职业技术学院，湖北武汉430200）[摘要]基因芯片就是按特定的排列方式固定有大量基因探针、基因片段的硅片、玻片、塑料片。
基因芯片技术是高效地大规模获取相关生物信息的主要手段。
目前，该技术应用领域主要有基因表达检测、突变检测、基因组多态性分析、基因文库作图、杂交测序等。
九十年代初以美国为主开始进行的各种生物芯片的研制，将近十年的功夫，芯片技术得以迅速发展，并呈现发展高峰。
[关键词]基因芯片；基因；应用[中图分类号]Q343.1[文献标识码]C[文章编号]0000-2157/SG（2006）03-0023-03基因（gene）是载有生物体遗传信息的基本单位，存在于细胞的染色体(chromosome)上。
将大量的基因片段有序地、高密度地排列在玻璃片或纤维膜等载体上，称之为基因芯片（又称DNA芯片、生物芯片）。
在一块1平方厘米大小的基因芯片上，根据需要可固定数以千计甚至万计的基因片段，以此形成一个密集的基因方阵，实现对千万个基因的同步检测。
基因芯片与计算机芯片一样，具有超微化、高度集成、信息贮存量大等特点，所不同的是，计算机芯片采用的是半导体集成电路，而基因芯片是以基因片段作为“探针(probe)”进行工作。
所谓“探针”，是利用碱基配对的原理检测基因的一种技术。
以前的基因检测技术均只有一个探针，一次只能找到一种基因。
而基因芯片突出的优点是能在庞大的基因库中，一次发现众多的异常基因，从而实现快速多样化检测。
并且解决了传统核酸印迹杂交（Southern Blotting和NorthernBlotting等）技术操作繁杂、自动化程度低、操作序列数量少、检测效率低等不足。
而且，通过设计不同的探针阵列、使用特定的分析方法可使该技术具有多种不同的应用价值，如基因表达谱测定、实变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序等。
一、基因芯片合成的主要方法目前已有多种方法可以将基因片段（寡核苷酸或短肽）固定到固相支持物上。
这些方法总体上有两种：（一）原位合成（in situ synthesis）：原位合成法主要为光引导聚合技术（Light-directed synthesis），它不仅可用于寡聚核苷酸的合成，也可用于合成寡肽分子。
光引导聚合技术是照相平板印刷技术（photolithography）与传统的核酸、多肽固相合成技术相结合的产物。
半导体技术中曾使用照相平板技术法在半导体硅片上制作微型电子线路。
固相合成技术是当前多肽、核酸人工合成中普遍使用的方法，技术成熟且已实现自动化。
二者的结合为合成高密度核酸探针及短肽阵列提供了一条快捷的途径。
作原位合成的支持物在聚合反应前要先使其表面衍生出羟基或氨基（视所要固定的分子为核酸或寡肽而定）并与保护基建立共价连接；（二）点样合成：此方法在多聚物的设计方面与原位合成相似，合成工作用传统的DNA或多肽固相合成仪完成，只是合成后用特殊的自动化微量点样装置将其以比较高的密度涂布于硝酸纤维膜、尼龙膜或玻片上。
作点样用的支持物为使其表面带上正电荷以吸附带负电荷的探针分子，通常需包被以氨基硅烷或多聚赖氨酸等。
固相支持物有多种：如玻璃片、硅片、聚丙烯膜、硝酸纤维素膜、尼龙膜等，但需经特殊处理。
二、基因芯片的主要应用基因芯片可同时、快速、准确地分析数以千计基因组信息的本领而显示出了巨大的威力。
24它应用主要包括：（一）基因表达检测：基因表达的检测影响到从基础生物学研究到药物研发和临床诊断的一系列领域。
研究基因表达最强大的工具就是基因芯片。
（二）突变检测：基因芯片是已知顺序的寡核苷酸DNA被排列在一块集成电路板上,彼此之间重叠一个碱基,并覆盖整个所需检测的基因,荧光标记的正常DNA和突变DNA分别与两块基因芯片杂交,由于至少存在一个碱基的差异,正常DNA和突变DNA将会得到不同的杂交图谱,通过共聚焦显微镜分别检测两种DNA分子产生的荧光信号即可确定是否存在突变。
（三）基因组多态性分析：包括人类基因组单核苷酸多态性的鉴定及分型，人线粒体16.6kb基因组多态性的研究等。
（四）基因文库作图：基因芯片对基因文库中的每一克隆，均可检测出一批特征性序列标志物，而每一对克隆中，在标志物之间相似性基础上，测量其相对重迭部分，利用该重迭信息，即可连续性地将文库排列成重叠群图谱。
（五）杂交测序：基因芯片杂交测序技术和邻堆杂交技术都是一种新的高效快速测序方法。
基因芯片技术的效率随着微阵列中寡核苷酸数量与长度的增加而提高，但微阵列中寡核苷酸数量与长度的增加则提高了微阵列的复杂性，降低了杂交准确性。
邻堆杂交技术弥补了基因芯片杂交技术存在的弊端，邻堆杂交技术的应用增加了微阵列中寡核苷酸的有效长度，加强了序列准确性，可进行较长的DNA测序。
三、基因芯片面临的困难1998年底，美国科学促进会将基因芯片技术列为1998年度自然科学领域十大进展之一。
尽管基因芯片技术已经取得了长足的发展，得到世人的瞩目，但仍然存在着许多难以解决的问题。
这些问题主要表现在：（一）样品的制备在标记和测定前都要对样品进行一定程度的扩增以便提高检测的灵敏度。
扩增方法有大家比较熟悉的固相PCR扩增体系以及大量并行固相克隆方法，两种方法各有优缺点，但目前尚未取得实际应用。
（二）探针合成与固定探针的合成与固定比较复杂，特别是对于制作高密度的探针阵列。
使用光导聚合技术每步产率不高，难以保证好的聚合效果。
应运而生的其它很多方法，如压电打压、微量喷涂等多项技术，虽然技术难度较低方法也比较灵活，但存在的问题是难以形成高密度的探针阵列，所以只能在较小规模上使用。
最近我国学者已成功地将分子印章技术应用于探针的原位合成而且取得了比较满意的结果。
（三）分子的标记目标分子的标记也是一个重要的限速步骤，如何简化或绕过这一步现在仍然是个问题。
目标分子与探针的杂交会出现一些问题：首先，由于杂交位于固相表面，所以有一定程度的空间阻碍作用，有必要设法减小这种不利因素的影响。
（四）数据的读取与分析信号的获取与分析上，当前多数方法使用荧光法进行检测和分析，重复性较好，但灵敏不高。
正在发展的方法有多种，如质谱法、化学发光法等。
四、国内外基因芯片研制情况鉴于基因芯片所显示的巨大潜力和诱人的前景，目前世界上许多国家和地区已相继开展基因芯片的研制和开发工作。
尤其在美国，已掀起了自人类基因组计划以来的第二次热潮。
1998年6月29日，美国政府正式宣布启动基因芯片计划，联合私人投资机构投入了20亿美元以上的研究经费。
许多政府机构如NIH （美国国立卫生研究院）、DOE（美国能源部）、商物部、司法部、国防部和中央情报局等参与了此项目，同时斯坦福大学、麻省理工学院及阿贡、橡树岭等国家实验室也参与了该项目的开发和研究。
美国Affymetrix公司已开发出供判断是否携带艾滋病毒的逆转录酶基因HIV芯片；确定有无癌症可能的p53基因芯片以及诊断药物代谢缺乏症的细胞色素p450芯片也均在美国用于临床。
英国剑桥大学、欧亚公司也正在从事该领域的研究。
一些具有实力的国外大型制药公司也希望能推进基因芯片技术的实际应用，尤其对基因芯片技术用于基因多态性、疾病相关性、基因药物开发和合成或天然药物筛选等领域感兴趣，相继投入巨资开发基因芯片技术和相应的设备。
基因芯片研究在我国也已起步并捷报频传。
复旦大学、中科院上海冶金所、中科院上海细胞所、军事医学科学院、清华大学等一些科研院所和大学已着手进行基因芯片的研究和开发。
上海东方肝胆外科医院信号传递研究中心和中科院上海细胞所开展的有关肝癌检测基因芯片的研究已有可喜势头。
上海博道基因技术有限公司首次在国内建立以玻璃为载体，以双荧光检测为特点的BioDoor Chip技术，在国际上道次将4000条新基因共计8000个点制作成以玻璃为载体的第4卷第3期浅谈对基因芯片的认识25基因表达谱芯片，并已研制成功多种遗传病产前诊断芯片，肿瘤基因分析芯片的开发也已近完成。
此外，由他们率先研制的用于检测丙型、乙型肝炎病毒的基因芯片，达到了国际先进水平。
21世纪是生命科学的世纪，也是信息科学的世纪。
可以预言，作为集两者之大成的基因芯片，随着产业化规模的形成以及在医学领域的广泛渗透，势必对现有的医疗模式产生深刻影响，造福于人类。
Preliminary Study on Gene ChipsHE Li-hua(Hubei Ecology V ocational College,Wuhan 430200,China )Abstract ：Gene chips are silicon slices,glass slide,and plastic plate arranged in particular orders fixed with quantity of gene probes,gene fragments.The gene chip technology is the main means to obtain corresponding biological information effectively.Biochips were developed primarily by Americans in early nineties and the development reached a climax in late nineties.Presently,the main application domain of the technology includes gene expression detection,mutation de-tection,genome polymorphism analysis,gene library mapping and hybridization sequencing.Key words ：gene chip;gene;application（上接第22页）3.4加强信息沟通和组织协调工作监理工程师应强加与业主单位、设计单位、路基路面施工单位、交通安全设施施工单位、各绿化单位保持信息沟通，积极协调各方矛盾，保证工程顺利进行。
结束语：经过十余年的高速公路的绿化生态恢复工程实践，我国高速公路生态恢复工程监理工作也取得了显著的成果：观念在不断的进步，技术在不断的更新，新产品在不断的涌现，管理水平在不断的提高，高速公路的建设者们正在为提高工程质量、保护公路路域的生态环境，创造良好的行车环境作积极的探索，本文从监理的角度对高速公路生态恢复中的一些绿化问题提出了一些看法和建议，希望能对高速公路的生态恢复建设有所裨益。