基因芯片技术基本过程

基因芯片技术基本过程1 DNA方阵的构建选择硅片、玻璃片、瓷片或聚丙烯膜、尼龙膜等支持物，并作相应处理，然后采用光导 化学合成和照相平板印刷技术可在硅片等表面合成寡核苷酸探针;（2）或者通过液相化学合 成寡核苷酸链探针，或PCR技术扩增基因序列，再纯化、定量分析，由阵列复制器（arraying and replicating device ARD），或阵列机（arrayer）及电脑控制的机器人，准确、快速地将不 同探针样品定量点样于带正电荷的尼龙膜或硅片等相应位置上，再由紫外线交联固定后即得 到DNA微阵列或芯片。2样品DNA或mRNA的准备。从血液或活组织中获取的DNA/mRNA样品在标记成为探针以前必须进行扩增提高阅 读灵敏度。Mosaic Technologies公司发展了一种固相PCR系统，好于传统PCR技术，他们 在靶DNA上设计一对双向引物，将其排列在丙烯酰胺薄膜上，这种方法无交叉污染且省去 液相处理的繁锁；Lynx Therapeutics公司提出另一个革新的方法，即大规模平行固相克隆 （massively parallel solid-phase cloning）这个方法可以对一个样品中数以万计的DNA片段同 时进行克隆，且不必分离和单独处理每个克隆，使样品扩增更为有效快速。在PCR扩增过程中，必须同时进行样品标记，标记方法有荧光标记法、生物素标记法、 同位素标记法等。3分子杂交样品DNA与探针DNA互补杂交要根据探针的类型和长度以及芯片的应用来选择、优 化杂交条件。如用于基因表达监测，杂交的严格性较低、低温、时间长、盐浓度高；若用于 突变检测，则杂交条件相反。芯片分子杂交的特点是探针固化，样品荧光标记，一次可以对 大量生物样品进行检测分析，杂交过程只要30min。美国Nangon公司采用控制电场的方式， 使分子杂交速度缩到1 min，甚至几秒钟（6）。德国癌症研究院的Jorg Hoheisel等认为以肽 核酸（PNA）为探针效果更好。4杂交图谱的检测和分析用激光激发芯片上的样品发射荧光，严格配对的杂交分子，其热力学稳定性较高，荧光 强；不完全杂交的双键分子热力学稳定性低，荧光信号弱（不到前者的1/351/5），不杂交 的无荧光。不同位点信号被激光共焦显微镜，或落射荧光显微镜等检测到，由计算机软件处 理分析，得到有关基因图谱。目前，如质谱法、化学发光法、光导纤维法等更灵敏、快速， 有取代荧光法的趋势。