基因芯片技术

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1、基因基因芯芯片技术片技术State-of-theart*冯永强*GrahamRamsay,NatureBiotechnology1998,16:40一、基一、基因因组组序序列数据列数据库库及及分分子生物子生物学的研学的研究究现状现状1.人类基因组（测序）计划（Humangenomeproject）的逐步实施，现（1997年底）已完成2%序列及800，000个cDNA片段(EST)的测序工作，预计2005年可全部完成；2.其它生物基因组的测-专心做生物定工作：11种微生物0.6-4.2Mb、大肠杆菌4.6Mb、酵母13Mb全序列，线虫71%、果蝇6%、小

2、鼠0.2%序列得到测定。生物秀www.bbioo.com然而，怎样去研究如此众多基因的生物信息及其在生命过程中所担负的功能，成了全世界生命科学工作者共同的课题！二二、分、分子子生生物物学的学的发发展展为为核酸核酸序序列分列分析与析与测定测定提出提出的的新新要求要求•速度快、效率高•可同时对大量核酸-专心做生物序列进行检测和分析•操作简便、自动化程度更高生物秀www.bbioo.com•总体效率较常规杂交方法高三三、基因、基因芯芯片片的基的基本本概念概念及及发展经发展经过过基因芯片(Genechip)又称DNA芯片（DNAChip）或生物芯片(Biolo

3、gicalchip，不过该词尚包括肽芯-专心做生物片等其它类型),它是指将大量探针分子固定于支持物上，生物秀www.bbioo.com然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强度及分布进而对靶分子的序列和数量进行分析。早在八十年代初有人就曾设想利用计算机半导体技术生产基因芯片以对人类基因组大量的遗传信息进行分析和检查，但直到光引导原位合成(light-directedinsitu-专心做生物synthesis)高密度探针技术和激光共聚焦显微扫描问世之生物秀后www.bbioo.com才使该设想逐步成为现实，并迅速应用到分子生物学的多个领域，得到了科

4、学界的高度重视。四四、基因、基因芯芯片片技术技术与与传统传统杂交杂交检检测测方方式式的的比比较较操作自动化程度一次可检测的序列个数总体效率•基因芯片技术简便很高极大很高传统杂交方法复杂很低很小很低-专心做生物基因芯片技术从生物秀www.bbioo.com本质上说与SouthernBlotting或NorthernBlotting相同（所以Affymetrix曾与Southern就专利问题产生冲突），只是探针密度极高而已。不过，为此花费了大量的人力物力从事研制工作。当然，其结果也很是诱人。五五、基因、基因芯芯片片的基的基本本构造构造探针支持物外观专心做生

5、物剖面图-平面局部放大生物秀www.bbioo.com1.支持物：如玻片、硅片、NC膜、Nylon膜2.探针：高密度的探针序列按照一定的次序固定在支持物上，每个位点的序列是已知的六六、基因、基因芯芯片片相关技术相关技术硬件：–序列合成设备包括：核酸或多肽合成仪（作预合成点样用）、-专心做生物照相平板印刷及半导体制作相应设备（作光引导原位合成）。生物秀www.bbioo.com–激光共聚焦显微扫描设备：激光共聚焦显微镜或相应设备，以采集高密度点阵杂交信号并进行数字化处理分析。软件–基因序列分析及探针筛选技术（可能涉及专利等产权问题）–序列合成及定位技术专

6、心做生物（光引导原位合成或微-量点样技术）–杂交信号生物秀的采集www.bbioo.com和分析技术（需要处理极大量的杂交信号并能由此得到所需信息）七七、基因、基因芯芯片片当当前前研研究状究状况况现在全世界已有十多家公司专门从事基因芯片的研究和开发工作，而且已有较为成型的产品和设备问世。这些公司主要以美国的Affymetrix公司为-专心做生物代表，该公司聚集有多位计算机、数学和分子生物学专家，其每年的研究生物秀经费在一千万美元以上，且www.bbioo.com已历时六七年之久，拥有多项专利。产品即将或已有部分投放市场，产生的社会效益和经济效益令人瞩目

7、。详情如下表所示：世界十大基因芯片研制单位简要情况一览公司阵列方法杂交方式检测应用领域Affymetrix20-25mer探针光引导10000-260000个Oligo荧光表达谱检测多（美国）合成在1.25/5.25cm2探针与30-40个标记样态性分析诊断的硅片品cDNA/asRNA片断Brax（英国）Oligo合成后结合于通用芯片上100个探针质谱诊断、表达谱芯片上与标记核酸检测及新基因鉴定Hyseq（美国）500-2000ntDNA样品64/55000个样品cDNA同位素诊断、表达谱22印刷于0.6cm/18cm点与专心做生物8000/300个7

8、mer检测、多态性的膜-探针分析、新基因鉴定及大规模预组装的5mer-Oligo通用1024个