近年,基因芯片技術(shù)在疾病易感基因發(fā)現(xiàn)、疾病分子水平診斷、基因功能確認(rèn)、多靶位同步超高通量藥物篩選以及病原體檢測(cè)等醫(yī)學(xué)與生物學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

　   第一代基因芯片

　　第一代基因芯片基片可用材料有玻片、硅片、瓷片、聚丙烯膜、硝酸纖維素膜和尼龍膜,其中以玻片最為常用。為保證探針穩(wěn)定固定于載體表面,需要對(duì)載體表 面進(jìn)行多聚賴氨酸修飾、醛基修飾、氨基修飾、巰基修飾、瓊脂糖包被或丙烯酰胺硅烷化,使載體形成具有生物特異性的親和表面。最后將制備好的探針固定到活化 基片上,目前有兩種方法:原位合成和合成后微點(diǎn)樣。根據(jù)芯片所使用的標(biāo)記物不同,相應(yīng)信號(hào)檢測(cè)方法有放射性核素法、生物素法和熒光染料法,在以玻片為載體 的芯片上目前普遍采用熒光法。

　　相應(yīng)熒光檢測(cè)裝置有激光共聚焦顯微鏡、電荷偶合器( charge coup led devices, CCD)、激光掃描熒光顯微鏡和激光共聚焦掃描儀等。其中的激光共聚焦掃描儀已發(fā)展為基因芯片的配套檢測(cè)系統(tǒng)。經(jīng)過芯片掃描提取雜交信號(hào)之后,在數(shù)據(jù)分析 之前,首先要扣除背景信號(hào),進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查、標(biāo)化和校正,消除不同實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的誤差。

　　對(duì)于簡(jiǎn)單的檢測(cè)或科學(xué)實(shí)驗(yàn),因所需分析基因數(shù)量少,故直接觀察即可得出結(jié)論。若涉及大量基因尤其是進(jìn)行表達(dá)譜分析時(shí),就需要借助專門的分析軟件,運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)和生物信息學(xué)知識(shí)進(jìn)行深入、系統(tǒng)的分析,如主成分分析、分層聚類分析、判別分析和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)分析等。

　　芯片數(shù)據(jù)分析結(jié)束并不表示芯片實(shí)驗(yàn)的完成,由于基因芯片獲取的信息量大,要對(duì)呈數(shù)量級(jí)增長的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理,需要建立起通行的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和交流平臺(tái),將各實(shí)驗(yàn)室獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果集中起來形成共享的基因芯片數(shù)據(jù)庫,以便于數(shù)據(jù)的交流及結(jié)果的評(píng)估。