DNA晶片是指套用大規模積體電路的微陣列技術，在固相支持物如矽、尼龍膜表面，有規律地合成數萬個代表不同基因的寡核苷酸“探針”或液相合成探針後由點陣器有規律地點樣於固相支持物表面，然後將要研究的目的材料中的DNA、RNA或cDNA用同位素或螢光物質標記後，與固相支持物表面的探針進行雜交擴增，通過放射自顯影或螢光共聚焦顯微鏡掃描，利用計算機對每一個探針上的雜交信號作為檢測、分析、從而反映所用材料中大量基因的信息。
基本介紹
- 中文名：晶片核酸擴增技術
- 外文名：Chip nucleic acid amplification technology
- 拼音：xinpianhesuankuozengjishu
- 材料：矽、尼龍膜
- 目的：核酸擴增
- 又稱：DNA微集陣列
DNA晶片,檢測原理,研究展望,
DNA晶片
DNA晶片，又稱DNA微集陣列，因為在微集陣列的製備過程中採用了矽晶片，所以稱為DNA晶片或基因晶片。DNA晶片技術起源於核酸分子雜交，於20世紀80年代提出，90年代初期迅速發展。
檢測原理
DNA晶片是指套用大規模積體電路的微陣列技術，在固相支持物如矽、尼龍膜表面，有規律地合成數萬個代表不同基因的寡核苷酸“探針”或液相合成探針後由點陣器有規律地點樣於固相支持物表面，然後將要研究的目的材料中的DNA、RNA或cDNA用同位素或螢光物質標記後，與固相支持物表面的探針進行雜交，通過放射自顯影或螢光共聚焦顯微鏡掃描，利用計算機對每一個探針上的雜交信號作為檢測、分析、從而反映所用材料中大量基因的信息。
與PCR技術一樣，晶片技術已經開展和將要開展的套用領域非常的廣泛。生物晶片的第一個套用領域是檢測基因表達。但是將生物分子有序地放在晶片上檢測生化標本的策略是具有廣泛的套用領域，除了基因表達分析外，雜交為基礎的分析已用於基因突變的檢測、多態性分析、基因作圖、進化研究和其它方面的套用，微陣列分析還可用於檢測蛋白質與核酸、小分子物質及與其它蛋白質的結合，但這些領域的套用仍待發展。對基因組DNA進行雜交分析可以檢測DNA編碼區和非編碼區單個鹼基改變、卻失和插入，DNA雜交分析還可用於對DNA進行定量，這對檢測基因拷貝數和染色體的倍性是很重要的。
用於DNA分析的樣品可從總基因組DNA或克隆片段中獲得，通過酶的催化摻入帶螢光的核苷酸，也可通過與螢光標記的引物配對進行PCR擴增獲得螢光標記DNA樣品，從DNA轉錄的RNA可用於檢測克隆的DNA片段，RNA探針常從克隆的DNA中獲得，利用RNA聚合酶摻入帶螢光的核苷酸。
對RNA進行雜交分析可以檢測樣品中的基因是否表達，表達水平如何。在基因表達檢測套用中，螢光標記的探針常常是通過反轉錄酶催化cDNA合成RNA，在這一過程中摻入螢光標記的核苷酸。用於檢測基因表達的RNA探針還可通過RNA聚合酶線性擴增克隆的cDNA獲得。在cDNA晶片的雜交實驗中，雜交溫度足以除DNA中的二級結構，完整的單鏈分子（300-3000nt）的混合物可以提供很強的雜交信號。對寡核苷酸晶片，雜交溫度通常較低，強烈的雜交通常需要探針混合物中的分子降為較短的片段（50-100nt），用化學和酶學的方法可以改變核苷酸的大小。
研究展望
生物晶片技術是一項綜合性的高新技術，它涉及生物、化學、醫學、精密加工、光學、微電子技術，信息等領域，是一個學科交叉性很強的研究項目。雖然生物晶片的研究已有了巨大的發展，但一些相關技術如檢測技術的發展制約了生物晶片技術的進一步發展.這是因為隨著晶片集成度的提高，所用反應物量的減少，其產生的信號也越來越微弱，因而，對高精度檢測器的要求迫在眉睫。此外，微加工技術、晶片的封裝和保存等也是在生物晶片的研發中應注重的方面.經過近十多年的不懈努力，生物晶片技術已開始從不成熟逐步走向成熟，並已開始給生命科學研究的許多領域開始帶來衝擊甚至是革命。2013年1月Nature Genetics出了一期關於微陣列晶片技術的增刊，全面介紹了該技術的發展狀況及幾個主要套用領域，如重複測序和突變檢測、基因表達分析、新藥開發、生物信息學、群體遺傳學研究等.由此我們可以看出微陣列晶片技術的重要性。對於生物晶片而言，微陣列晶片才只是其中一種檢測晶片，與其並級的還有其他多種具有不同功能的晶片.單是其中一種技術就有如此重大的影響力，對生物晶片技術來說，它所能帶來的重大意義和深遠影響將是不可估量的。從樣品的製備、化學反應到檢測這三部分的分部集成已實現，全集成已初見端倪.到21世紀生物晶片市場的銷售將達百億美元以上，所以世界各國的公司、研究機構都在積極地進行研究、申請專利、開發新產品，爭取早日登入市場。較早涉足該領域的以美國為首的英、加、荷、德、日等幾個國家已經取得了令人眩目的成就。面對這樣的情況，我國應及早投入一定的財力、人力和物力，爭取在該領域中占有一席之地，避免出現在很多高技術產業中那樣技術幾乎全被外國人壟斷的局面。爭取在基因和蛋白質表達晶片，微縮晶片實驗室和超高通量藥物篩選等方面有自己獨到的創新和作為。
