dna芯片

生物芯片是什么

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生物芯片这一概念出现在上个世纪80年代初期，当时有人提出通过微电子技术和生物技术相结合，制作出具有生物活性的微结构的构想。但是由于加工技术等相关科技手段的限制，直到90年代， 生物芯片技术才取得长足的进步。

生物芯片是现代微加工技术和生物科技相结合的产物，是通过光刻或者生物分子自组装技术，在平板载体内部或者表面制作出的可以完成一定生物反应功能的微装置。根据用途不同，生物芯片主要分为两大类，一类是生物电子芯片，用于生物计算机等生物电子产品的制造。另一类是生物分析芯片，用于各种生物大分子，细胞组织的操作以及生物化学反应检测。在生命科学仪器范畴讨论的通常是后面一类芯片，本文也只以这类芯片作为讨论对象。生物分析芯片按功能微结构在载体上分布的不同又可以分为二维分析芯片和三维分析芯片。二维分析芯片依赖固定在载体表面的生物分子完成生化反应检测。最常见的二维芯片是二维阵列芯片(Microarray)，包括基因芯片、蛋白芯片和其它微阵列芯片。基因芯片是目前发展最为成熟的生物芯片，通过表面上固定的高密度DNA探针(现在单片基因芯片上的探针总数已达数十万个)与待测溶液中互补DNA片断的杂交反应来识别未知样品。根据用途的不同，基因芯片又可以分为测序芯片，表达芯片等等。三维芯片又称芯片实验室(1ab On a chip，LOAC)，是在载体内部加工微通道、样品池、反应仓、以及各种控制和检测元件的具有一定空间结构的微芯片。三维芯片种类比较多，常见的有微电泳芯片、三维阵列芯片、PCR芯片等等。

二维芯片相对比较简单，容易加工，检测技术也比较成熟，现在已经逐步产业化。三维芯片相对比较复杂，还主要处于研究阶段。但是由于二维芯片通常需要体积庞大的辅助检测工具， 因而在芯片上可以整合控制和检测结构的三维芯片相对更有发展的空间。最完整的芯片实验室可以完成样本的预处理、分离、稀释、混合、化学反应、检测以及产品的提取，它们也可以称为微全分析系统(μ-TAS)。与传统的生物分析工具相比，生物芯片可以在载体表面集成成千上万的分子探针，在单一芯片中完成从样本的预处理、分离、稀释、混合、化学反应、检测到产物提取的全过程。因而生物芯片可以大大提高检测速度和分析效率、减少样本试剂消耗、排除人为干扰、防止污染以及高度自动化。

DNA芯片技术的技术

DNA芯片技术主要包括四个主要步骤：芯片制备、样品制备、杂交反应和信号检测和结果分析。1、芯片制备-制备芯片主要以玻璃片或硅片为载体，采用原位合成和微矩阵的方法将寡核苷酸片段或cDNA作为探针按顺序排列在载体上。芯片的制备除了用到微加工工艺外，还需要使用机器人技术。以便能快速、准确地将探针放置到芯片上的指定位置。2、样品制备-生物样品往往是复杂的生物分子混合体，除少数特殊样品外，一般不能直接与芯片反应，有时样品的量很小。所以，必须将样品进行提取、扩增，获取其中的蛋白质或DNA、RNA，然后用荧光标记，以提高检测的灵敏度和使用者的安全性。3、杂交反应-杂交反应是荧光标记的样品与芯片上的探针进行的反应产生一系列信息的过程。选择合适的反应条件能使生物分子间反应处于最佳状况中，减少生物分子之间的错配率。4、信号检测和结果分析-杂交反应后的芯片上各个反应点的荧光位置、荧光强弱经过芯片扫描仪和相关软件可以分析图像，将荧光转换成数据，即可以获得有关生物信息。基因芯片技术发展的最终目标是将从样品制备、杂交反应到信号检测的整个分析过程集成化以获得微型全分析系统（micrototalanalyticalsystem）或称缩微芯片实验室（laboratoryonachip）。使用缩微芯片实验室，就可以在一个封闭的系统内以很短的时间完成从原始样品到获取所需分析结果的全套操作。

什么是生物芯片？

　生物芯片技术起源于核酸分子杂交。所谓生物芯片一般指高密度固定在互相支持介质上的生物信息分子（如基因片段、CDNA片段或多肽、蛋白质）的微阵列杂交型芯片（micro-arrays），阵列中每个分子的序列及位置都是已知的，并且是预先设定好的序列点阵，微流控芯片（microfluidic chips）和液态生物芯片是比微阵列芯片后发展的生物芯片新技术。生物芯片技术是系统生物技术的基本内容。
　　什么是生物芯片呢？简单说，生物芯片就是在一块玻璃片、硅片、尼龙膜等材料上放上生物样品，然后由一种仪器收集信号，用计算机分析数据结果。人们可能很容易把生物芯片与电子芯片联系起来，虽然，生物芯片和电子芯片确实有着千丝万缕的联系，但它们是完全不同的两种东西。生物芯片并不等同于电子芯片，只是借用概念，它的原名叫“核酸微阵列”，因为它上面的反应是在交叉的纵列中所发生。