医药学论文：基因芯片技术进展及应用

[关键词] 基因芯片；核酸探针序列；杂交

 

 

1　基因芯片概述

　　随着人类基因组计划( Human Genome Project)即全部核苷酸测序的即将完成
能及基因的多样性倾斜［1，2］。通过对个体在不同生长发育阶段或不同生理状态
因协同作用的机理，进而在人类重大疾病如癌症、心血管疾病的发病机理、诊断治
基因组的各项基因组研究计划。
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
）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
制备；靶基因的标记；芯片杂交与杂交信号检测。
决于其应用目的，目前的应用范围主要包括基因表达和转录图谱分析及靶序列中单
型芯片的目的是在杂交实验中对多个不同状态样品(不同组织或不同发育阶段、不
的cDNA 或EST库，设计时序列的特异性应放在首要位置，以保证与待测目的基因的
可靠。基因单碱基多态检测的芯片一般采用等长移位设计法［5］，即按靶序列从
完全匹配的野生型探针，然后对于每一野生型探针，将其中间位置的某一碱基分别
某一段核酸序列所有可能的SNPs位点进行扫描。
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
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
大，适合于研究单位根据需要自行制备点阵规模适中的基因芯片。(2)原位合成法
主要有光去保护并行合成法，压电打印合成法等，其关键是高空间分辨率的模板定
度芯片的标准化和规模化生产。
结合杂交之前必需进行分离、扩增及标记。标记方法根据样品来源、芯片类型和研
中实现对靶基因的标记。对于检测细胞内mRNA表达水平的芯片，一般需要从细胞和
标记过程［11］，对于阵列密度较小的芯片可以用同位素，所需仪器均为实验室常
产生光晕，干扰周围信号的分析。高密度芯片的分析一般采用荧光素标记靶基因，
。近年来运用的多色荧光标记技术可更直观地比较不同来源样品的基因表达差异，
交，通过比较芯片上不同波长荧光的分布图获得不同样品间差异表达基因的图谱［
基因芯片采用多色荧光技术可以大大提高芯片的准确性和检测范围，例如用不同的
同荧光强弱的比较得出靶序列中碱基失配的信息［14］。
件要根据探针的长度、GC碱基含量及芯片的类型来优化，如用于基因表达检测，杂
格。如果是用同位素标记靶基因，其后的信号检测即是放射自显影，若用荧光标记
从而得到待测样品的相应信息。由于基因芯片获取的信息量大，对于基因芯片杂交
因芯片的数据库正在构建中，将各实验室获得的基因芯片的结果集中起来，以利于