生物芯片技术

生物芯片技术始发于20世纪80年代，起初是将寡核苷酸固定在载体上，然后通过核酸杂交技术来检测未知序列。随着人类基因组计划的兴起，生物芯片得到了迅速发展。目前，生物芯片包含了基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、组织芯片等，已发展成为一门工艺及市场化都相当成熟的技术。

生物芯片又称微阵列（microarray），它主要是指通过微电子技术和微加工技术在固相载体表面构建的微型化生物化学分析系统，以实现对核酸、蛋白质、细胞、组织及其他生物组分的准确、快速、高通量的检测。其基本原理是在面积很小的面相材料表面有序地点阵固定排列一定数量的可寻址分子，这些分子与相应待测物成分结合或反应，以荧光、化学发光或酶显色等显示结果。

1、基因芯片

基因芯片技术是将生命科学研究中许多不连续的分析过程通过微缩技术，如样本处理、定量检测和化学反应等方法集成于1cm2大小的基片，在基片上修饰核酸分子从而形成阵列化样点，在同等条件下通过分子杂交技术与待测样本中的靶物质进行反应，结果用酶标法、化学发光法、荧光法或同位素法显示，然后用扫描仪或CCD相机技术记录，通过计算机进行微型化和连续化的数据分析。

2、蛋白质芯片

蛋白质芯片是将已知的蛋白质点印在不同的支持介质表面，从而形成由蛋白质或多肽分子组成的高密度蛋白质微阵列，其中每个分子的位置及序列均为已知，因而将待测蛋白质与该芯片进行孵育反应，然后再将荧光标记的蛋白质与芯片蛋白复合物进行孵育反应，当荧光标记的靶分子与芯片上的分子结合后，可通过CCD成像或扫描仪对荧光信号的强度进行检测，对杂交结果进行定量分析，从而实现对蛋白质的检测。

3、细胞芯片

细胞芯片是逐步发展起来的一种检测细胞的新技术，该技术很好地对基因芯片、蛋白质芯片技术进行补充。利用生物芯片技术研究细胞，在细胞的代谢机制、细胞内环境的稳定、细胞内生物电化学信号识别传导机制及细胞内各种复合组件控制等方面，具有其他传统方法无法比拟的优越性。目前国内外已有报道，细胞芯片一般是应用显微或纳米技术，结合力学、几何学、电磁学等原理，在芯片上完成对细胞的固定、捕获、移动、刺激和培养等精确控制，通过微型化的分析方法，实现对细胞样品的多参数、高通量、原位检测和细胞组分的理化分析等研究目的。新型的细胞芯片应满足以下3个方面的功能：在芯片上完成对细胞的特异性修饰，实现对细胞的精确控制与运输，实现细胞与内外环境的交流和联系。

4、组织芯片

组织芯片是一种新型生物芯片技术，又叫组织微阵列。由Konanen等人于1998年建立，它建立的初衷是为了在一次实验中对大量组织样品进行平行研究。将大量组织样本集成在一张固相载体（如石蜡块）上，可以按照预定的数量来“扩增”组织。组织芯片构建原理可以概括为以下四个步骤：①选取待研究的组织；②经检测后标记出待研究的区域；③使用组织芯片点样仪将标记好的组织按设计排列在空白蜡块上；④使用切片机对阵列蜡块进行连续切片即获得组织芯片。