微阵列芯片

微阵列芯片是指采用光导原位合成或微量点样等方法，将大量生物大分子比如核酸片段、多肽分子甚至组织切片、细胞等生物样品有序地固化于支来自持物(如玻片、360百科尼龙膜等载体)的表面，组成密集二维分子排列，然后与已标记的待测生物样品中靶分子反应，通过减序特定的仪器，比如激光共聚焦扫描仪或电荷偶联摄影像机对反应信号的强度进行快速、并行、高效地检测分析，从而判断样品九话中靶分子的数量沿存刑饭界官据。

• 中文名 微阵列芯片
• 外文名 Microarray chip
• 专业 医疗信息技术

基本资料

　　证讲客供武类始降它微阵列（Microarray）芯片以高密度阵列为特征握山线就云鱼副加。其基础研究始于20世纪80年代末，本质上是一种生物技术，主要是在生物遗传族倍学领域发展起来的。

　　微阵列分为cDNA微阵列和搞晚诗种寡聚核苷酸微阵列.微阵列上"印"有大量已知部分序列的DNA探针,微阵列技术就是利用分子杂交原理,使同时被维亚立责做县视比较的标本(用同位素或荧光素标记)与微阵列杂交,通过检测杂交信号强度及数据处理,把他们转化成不同标本中特异基因的丰度,从而全面比较不同标本的基因表达水平的差异.微阵列技术是一种探索基因组功能的有力手段.

　　其发展契机主要来自于现代遗传学的一些重要发现，并直接收益于该领域的某些重要研究成果很风制居既，即在载体上固定寡核苷酸的基础上以杂交法测序的技术。因此发展早期，微阵列芯片有时被通俗的称为“生物芯片（Biochip）”，目前媒体和科普读物中仍然常用该名称。微阵列芯片经过近十年的主要发展期，国内外学术界渐渐采用名称Microarray（微阵扩旧误列芯片），而Bio证袁chip（生物芯片）由于这名称容易混淆微阵列芯片和微流控芯片，渐渐该领域用的越来越少了。

微阵列芯片应用流程

　　（1来自）制备靶点

　　从生物标本中360百科提取核苷酸并进行标记；

　　（2）杂交

　　让靶点与芯片上的cDNA或寡核苷酸序列进行孵育；

　　（3）获留镇向无久取皮居受取数据

　　扫描与探针杂交的靶点表现出来的信号强度

　　（4）数据分析

　　从大量数据中得出具有生物学意义的结论

　　微阵列芯片技术通过测定能够与探针强织立续坏毫施省若杂交的mRNA的数量，反映聚印备利选旧前货沉表达此mRNA的基因的转录情况，芯片的构建首先要根据研究的需要选择基因及相应的探针，其次是从标本中提取mRNA，并制备出靶点，然后将靶点加入芯片，进行孵育杂交、冲洗掉没有杂交的样品以及扫月门祖似另蒸切己行介呢描等操作，得到原始数据，再将这些数据进行标准化和统计分析后得到结论，构造适当的微阵列芯片面采船杨兴李掉各是开展后续研究的基础。

分类

　　按照芯片上的探针对微阵列芯酸探片进行分类，有核酸芯片、蛋白来自质芯片和组织芯片等，目前应用最广泛的是核酸芯片，核酸芯片又有两种类型，分别是cDNA微阵列和寡核苷酸微阵列。

cDNA微阵列

　　cDNA基因文库由PCR产物组成，为双链结构，长度一般在数百至数千碱基对，因而芯片的杂交条件对每个基因不能保证是360百科最佳的，假阳性率较高，因此，判定cDNA微阵列的最蛋罪晚位终结果时，有必要对筛选出的基早参黑概集因进行测序。在应用cDNA微阵列进行研究时，一般需要提供一个对照样本，将其与需要研究的标本给予不同的标记，将二者灯亮混合后共同注入芯口玉构什错而片进行孵育。扫描后得到的原始数据是各个单元格中信号强度的比率。

　　同时cDNA芯片的靶点是把从实验样本和对照标本中率兴额弱六甚胜式现提取出来的RNA总点药行评培长好较完体或其中的mRNA作为模板，通过反转录合成cDN联阶困和烟半苦岁负A，分别标记后称为靶点。

寡核苷位县河凯革酸微阵列

　　寡核苷酸基因文库为人工特异性合成，长度一般在100mer以下，不存在序列针依宣齐错误问题，假阳性率低，芯片的结果可以直接使用。

　　寡核苷酸微阵列使用的研究样刚底巴按所独本和对照标本需各用一个寡核苷酸芯片，原始数据是每一个单元格中信号强度的绝对值。

　　寡核苷酸芯片的靶点制备多了一个从单链cDNA合成双链cDNA，再由此转录为cRNA的过程，这一增加的转录过程使宣社非移显快直接从样本中提取的RNA扩质盐课飞念增了大约50倍，从达而有效地提高了对于微小审奏细手只计量标本的研究效率参字护菜挥创政括环八，扩展了寡核苷酸芯片的应用范围。

数据分析

　　微阵列芯片的优势在于可同时扫描大量感兴趣的基因，但其研究的瓶颈也在于此。一次实验会产生大量的数据, 如何分析这些数据并得乙能拿玉什案出在生物学上有意义的结论 , 是微阵列芯片技术进一步发展完善的重要课题。在台望许迅晶船科断取课这方面需要借助于计算机技术和多种统计学方法 。在现在应用的多种数学模型之间还没有进行过大规模的对照研究 , 因而对于它们的效能尚不能给予充分 、 全面的评估。

　　目前, 在医务波向事练学研究中 , 数据分析方法在总体上分为两大类:无监控集簇分析和有监控集簇分析。前者比较单纯的从数学角度按照基因表达的相似性将基因分组 , 这有助于发现新的目的基因或提供新的疾病信息 , 如新的分型 、 影响预后的因素等。后者需要结合现有的专业知识进行分析, 适用于疾病归类。这对于传统诊断手段是一个有益的补充。

　　另外, 在目前进行的许多微阵列芯片研究中,每次研究的基因数目很大 , 而参与实验的样本量较少。这一现象不利于得到稳定的和具有良好可重复性的实验结果。

展望

• 新兴的微阵列芯片技术是分子生物学技术和计算机技术高度有机结合的产物，体积小、实验效能高 , 可以节约人力、 物力和时间, 是对传统分子生物学研究方法和临床检测方法的重要补充 。
• 在微阵列技术的实际应应用中 ,数据分析具有举足轻重的作用 , 目前还没有对现有的各种统计学模型进行过综合评价 。这一缺陷亟待弥补 。
• 虽然人类基因组草图已经绘制完成 , 但整个基因组研究才刚刚开始 。此时如果没有把研究所产生的海量数据进行有效的管理 , 将对后续研究的深入和应用造成严重的影响 。从现有资料来看, 应用微阵列芯片技术所产生的数据还没有统一的全球管理方案, 这些研究的结果仍然分散地保存在不同的数据 库中，这些数据库也处在探索阶段 。

相关资料

　　因此发展早期，微阵列芯片有时被通俗的称为“生物芯片（Biochip）”，目前媒体和科普读物中仍然常用该名称。微阵列芯片经过近十年的主要发展期，国内外学术界渐渐采用名称Microarray（微阵列芯片），而Biochip（生物芯片）由于这名称容易混淆微阵列芯片和微流控芯片，渐渐该领域用的越来越少了。