基因芯片的应用

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1、h基因芯片的应用高星1，吴电云2，季静1**（1.天津大学环境科学与工程学院，天津市300072；51015202.天津大学化工学院，天津市300072）摘要：基因芯片是随着人类基因组计划的实施而逐渐发展起来的生命科学领域里的前沿生物技术。它的显著特点是高集成、微型化、平行化和自动化。经过这些年的不断发展，基因芯片也在不断完善和成熟，而且已经广泛地运用在生命科学的领域中。此文就基因芯片的概述及其在各个领域中的应用作了综述。关键词：基因芯片；应用；前景中图分类号：Q81TheUsageofGeneMicroarrayGaoXing1,WuDianyun2,jijing1(1.S

2、choolofEnvironmentScienceandEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072;2.SchoolofChemicalEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072)Abstract:GeneMicroarray,developedfollowingtheimplementationofHumanGenomeProject(HGP),isoneoftheadvancedtechnologyinthefieldoflifesciences.Theremarkablefeatures

3、ofGeneMicroarrayare:highintegration,microminiaturization,parallelizationandautomation.ThetechnologyofGeneMicroarrayhasimprovedandbecomematuredrecentyears,therefore,ithasbeenwidelyusedinlifesciences.Inthisarticle,theoverviewofGeneMicroarrayanditsusageindifferentfieldsaresummarized.Keywords:gen

4、eMicroarray;usage;prospect250引言1953年，Waston和Crick发现了DNA的双螺旋结构，自此开辟了分子生物学研究的新时代。利用分子生物学技术从分子的水平上去研究生物的生长、发育和分化等一系列生命现象，揭示了复杂的生命现象是许多基因互相作用的结果。随着人类基因组计划的实施和分303540子生物学相关学科的迅猛发展，大量的核苷酸序列呈现在人们面前，基因序列的数据以前所未有的速度增长。这时研究一定条件下的基因是如何表达的及它们在生命过程中所发挥的功能是人们所面临的又一大挑战。核酸的杂交技术无疑是用于基因研究的最常用工具，利用它可以对基因的同源性及其

5、功能状态进行测定。但是，在分析复杂的基因网络，特别是要判定基因群的功能状态的时候，工作量十分庞大，传统的核酸杂交技术将耗费大量的人力、物力，效率过于低下。而基因芯片技术的出现为解决这类问题提供了光明的前景。基因芯片是对DNA分子杂交、分型及测序等传统的生物技术的创新及飞跃。由于基因芯片采用微电子学的并行处理和高密度集成的概念，具有高效、高信息量等突出优点[1]。基因芯片技术可以同时将大量探针固定在支持物上，所以一次性可以对样品的大量序列进行检测和分析，从而解决了传统核酸杂交技术的很多问题，如操作序列数量少、操作繁杂、检测效率低、自动化程度低等等。通过设计不同的探针阵列、使用特定的

6、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、多态性分析等。作者简介：高星（1990-），女，硕士，甜瓜种质资源与品种鉴定通信联系人：季静，女，教授，遗传学、细胞工程、基因工程.E-mail:jijingtjdx@163.com-1-h1基因芯片的发展过程在1980年代，人们根据计算机半导体芯片的制作技术把晶体管固定在芯片上，而且提出了把寡核苷酸也集成在芯片上的设想。Bains等人把短DNA片断固定到了支持物上，并45505560657075利用杂交方式进行了序列的测定。但后来基因芯片从实验室走向工业化是直接得益于探针固相原位合成技术、照相平板印刷技术

7、的相互结合以及激光共聚焦显微技术的引入[2]。它使得高密度的探针分子的合成和固定成为现实，而且激光共聚焦显微扫描可以对杂交信号进行灵敏、实时、准确的检测及分析。正如当初从电子管电路向晶体管电路及集成电路转变的时候经历的那样，DNA分子杂交的集成化也使分子生物学技术发生着革命性的变化。20世纪80年代末，俄罗斯科学院恩格尔哈得分子生物学研究所和美国阿贡国家实验室的科学家最早在文献中提出了用杂交法测定核酸序列新技术的想法[3]。1989年，牛津大学生化系的E.Southern发现标记