浅谈基因芯片技术及其应用

摘要：基因芯片技术是20世纪90年代中期发展起来的一项尖端技术，它的诞生是基于人类基因组计划的成果，它以一种全面、综合、系统的方式来研究生命现象。同时，它还是疾病诊断和治疗的重大方法学突破，也是新药开发筛选的新技术。基因芯片具有检测效果灵敏、快速、高效的特点，已经在生命科学的很多领域发挥了重要作用。

关键词：基因芯片基因诊断应用

1基因芯片技术概述

基因芯片，又称DNA芯片，属于生物芯片中的一种，是综合微电子学、物理学、化学及生物学等高新技术，把大量基因探针或基因片段按特定的排列方式固定在硅片、玻璃、塑料或尼龙膜载体上，形成致密、有序DNA分子点阵；因固相载体常用硅玻片或硅芯片，故称之为基因芯片。基因芯片技术的原理是分子生物学中成熟的核酸分子原位杂交技术，即DNA的碱基配对和序列互补原理，其关键是将寡核苷酸固定在固相支持物上。基因芯片按其应用可分为表达谱芯片、诊断芯片和检测芯片。基因芯片具有信息量大、操作简单、可靠性好、重复性强以及可以反复利用等诸多优点。

基因芯片技术主要是在分子生物学理论与现代生物技术，尤其是基因工程技术相结合的基础下产生的，它是生命科学取得突破性进展的集中表现。目前基因芯片已广泛运用到生命科学研究的各个领域，比如分子生物学研究，疾病的预防诊断、治疗，新药开发，环境监测等，由此已经展示出基因芯片的独特魅力和广阔的发展前景。全球著名杂志《Science》曾把生物芯片评选为1998年世界十大科技突破之一。

2 基因芯片是多用途的高新技术

基因芯片技术的出现丰富了生命科学的研究方法，使生命科学的研究能够直接从一种生命体基因组研究人手来检验整个基因组成，同时获得很多参与生命调节或者生命活动的基因信息。

起初，基因芯片只被用来研究某些与基因表达有关的生物过程，如细胞周期调节或疾病的分类等。随着基因芯片的普及和研究领域的增加以及基因芯片制作费用的降低，基因芯片技术已经被应用于许多新的研究领域，比如毒素学和食品检疫、疾病预防、药物研究、农业科学等。同时，基因芯片的功能也被赋予新的内容，随着新的技术进步，基因芯片的功能已经从起初开发时用来进行检测基因的表达，拓展为现在的基因突变、新基因寻找、基因多态性研究等。

近几年，科技人员又开发出了蛋白质芯片、细胞芯片、抗体芯片、组织芯片及小分子芯片、芯片实验室等，使基因芯片的概念不断得到更新，应用领域也不断得到拓宽。 3 基因芯片技术对生命科学发展的影响

基因芯片技术以一种全新、系统的方式来研究生物体，使揭示早期发育、分化、衰老和癌变等一系列复杂生命现象成为可能。基因芯片在生命科学研究领域中的应用几乎是全方位的，包括基因定位、DNA测序、突变检测、基因筛选、基因诊断和发现新基因等。基因芯片技术已成为生命科学研究的有力工具，极大地推动了生命科学的发展。

3.1 基因表达分析

随着人类基因组计划的实施，越来越多能够表达的人类基因序列以及引发疾病和能预测疾病的各种突变正在被人们逐渐认识。多种疾病如肿瘤的发生发展都涉及多个基因的表达改变。利用基因芯片，可高敏感地定量、定性检测基因表达水平，且能随时研究同一组中成千上万个基因的表达情况，为疾病的诊断和治疗提供了有益的信息。

3.2基因诊断

将基因芯片上的DNA阵列与来自正常人和患者基因组DNA进行杂交，对杂交后的两种