实现了平行化操作，避免了各种误差，使实验结果具有可比性）
2、基因芯片的缺点 基因芯片技术体系的建立和使用需要较大的投入。 （但是，相对于传统的表达分析技术而言，单个基因分析的成本仍是较低的。）
第二节 生物芯片的分类
2.1 按载体材料分类 玻璃芯片 硅芯片 陶瓷芯片 玻璃芯片具有易得、荧光背景低、应用方便等优点，目前在国际上广泛使用。
CGTTAGA T
GTTAGATC
ATACGTTAGATC TATGCAATCTAG
重组的互补序列 靶序列
测序芯片
基因表达谱芯片
基 因 差 异 表 达 分 析 芯 片
第三节 基因芯片的制作
固相介质 硅片、二氧化硅、玻璃、尼龙膜、塑料等。 靶片段 DNA、寡核苷酸、RNA等。 探针 mRNA，或是以mRNA为模板合成的cDNA。 标记物 常采用荧光剂（如Cy3、Cy5）；同位素等。
2.2 按点样方式分类
1、原位合成芯片（将半导体中的光蚀刻技术运用到DNA合成化学中，以单核苷酸或其他分子大分子为 底物，在玻璃晶片上原位合成寡核苷酸）
2、微矩阵芯片（目前应用最广泛的基因芯片之一。具有高密度、制作简便的特点。其是将用PCR或化 学合成等方法得到的DNA或寡核苷酸片段用针点或喷点的方法直接排列到玻片等载体上，从而制备 成芯片。）
芯片实验室的特点:
其一、集成性。目前一个重要的趋势是：集成的单元部件越来越多，且集成的规模也越来越大。所涉及到的 部件包括：和进样及样品处理有关的透析、膜、固相萃取、净化；用于流体控制的微阀（包括主动阀和被动 阀），微泵（包括机械泵和非机械泵）；微混合器，微反应器，另外还有微通道和微检测器等。
其二、分析速度极快。Mathies研究小组在一个半径仅为8厘米长的园盘上集成了384个通道的电泳芯片。他们在 325秒内检测了384份与血色病连锁的H63D 突变株（在人HFE基因上）样品，每个样品分析时间不到一秒钟。
3、电定位芯片（利用静电吸附的原理将DNA快速定位在硅基质、导电玻璃上。）
2.3 按芯片固定的生物分子类型分类 （1）基因芯片或DNA芯片 （2）蛋白质芯片 （3）芯片实验室（lab-on-chip） 将一个实验的各个步骤微缩于一个芯片上
芯片实验室（Lab-on-a-chip）或称微全分析系统（Miniaturized Total Analysis System,µ-TAS）是指把生 物和化学等领域中所涉及的样品制备、生物与化学反应、分离检测等基本操作单位集成或基本集成一块几平 方厘米的芯片上，用以完成不同的生物或化学反应过程，并对其产物进行分析的一种技术。
基因芯片技术
世界著名商业杂志《财富》对基因生物芯片领域非常看好，它在其1997年的3月31刊中 讲到：“微处理器使我们的经济发生了根本改变、给人类带来了巨大的财富、改变了我们的生活方式。 然而，生物芯片给人类带来的影响可能会更大…...”
酵 母 全 基 因 组 基 因 芯 片
第一节 生物芯片简介
3.1 用于芯片制作的DNA样品的来源 （1）从细胞或因的DNA序列，用PCR 扩增技术或DNA 固相结合技术来获取人们所期望的各种基因片段；
（2）利用基因组测序数据，经生物信息学分析得到代表各个基因的数据，在利用PCR 技术或DNA 固相结合技术来获取人们所期望的各种基因片段。
其三、高通量。 其四、能耗低，物耗少，污染小。每个分析样品所消耗的试剂仅几微升至几十个微升，被分析的物 质的体积只需纳升级或皮升级。
其五、廉价，安全。无论是化学反应芯片还是分析芯片由于上述特点随着技术上的成熟，其价格将会越来越廉价。 针对化学反应芯片而言，由于化学反应在微小的空间中进行，反应体积小，分子数量少，反应产热少，又因反应 空间体表面积大，传质和传热的过程很快，所以比常规化学反应更安全。
1.2 基因芯片分析流程
基因芯片分析的过程主要包括样品及其标记处理、芯片制作、分子杂交、信号的检测和数据处理 及分析等几个步骤。
• 基因芯片的理论基础： • 传统的Southern blot和Northern blot是将受检测的样本固定在尼龙膜上，再利用特定的已知探针来
检测样本中是否存在互补的DNA序列。 • 基因芯片的核心原理与Southern blot和Northern blot相同，只是相反将各种探针固化到基质上，用
以检测受检样品中与各种探针互补的核酸物质的变化。
1 样品制备 2 DNA提取 3 荧光标记 4 分子杂交 5 信号检测 6 点阵分析
1.3 基因芯片技术的特点
1、基因芯片的优点 1）高通量性：可同时并行分析成千上万种分子。节省时间，并减少系统误差。 2）微型化 3）高度自动化 4）结果重现性和准确性更高（基因芯片能在同一张芯片上同时对实验组和对照组材料进行杂交分析，这样就
1.1 生物芯片的定义 生物芯片是指通过机器人自动印迹或光引导化学合成技术在硅片、玻璃、凝胶或尼龙膜上制造的生物 分子微阵列，根据分子间的特异性相互作用的原理，将生命科学领域中不连续的分析过程集成于芯片 表面，以实现对细胞、蛋白
质、基因及其他生物组分 的准确、快速、大信息量 的检测。
• 基因芯片——又称DNA芯片或DNA阵列，是生物芯片的一种类型，它是将DNA分子固定于支持物 上，并与标记的样品杂交，通过自动化仪器检测杂交信号的强度来判断样品中靶分子的数量，进而 得知样品中mRNA 的表达量，也可以进行基因突变体的检测和基因序列的测定。
2.4 按芯片使用功能分类 （1）测序芯片 （2）表达谱芯片 （3）基因差异表达分析芯片
一组寡核苷酸探针 TACGTTAG
ATACGTTA
由杂交位置确定的一组 核酸探针序列
ATACGTTA
TACGTTAG ACGTTAGA CGTTAGAT GTTAGATC
杂交探针组
ACGTTAGA —TATGCAATCTAG

3.2 生物芯片的制作方法 生物芯片微阵列的制作技术按照制作方法可分为：原位合成和预合成后点样。 原位合成法是由点样系统将探针的组成部分逐步转移到基体上，同时实现探针合成和转移的目的。 预合成后点样是指制备芯片微阵列前，要固定的探针已经合成好，点样系统需要做的就是把这些合