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DNA芯片是一種基于生物芯片技術(shù)原理的高通量、高靈敏度的基因檢測工具。它利用半導(dǎo)體工藝在晶圓上制作出大量微小反應(yīng)腔，將DNA分子固定在腔中，通過熒光或電化學(xué)等方法檢測其特定基序的信號變化，實現(xiàn)高速、多樣性、經(jīng)濟(jì)形式的基因分析。
1.DNA芯片技術(shù)名詞解釋
生物芯片技術(shù)是把微米或納米級別的傳感器和信號處理電路與生物學(xué)交叉結(jié)合起來的科技，其中DNA芯片是生物芯片領(lǐng)域的一個重要分支。DNA芯片技術(shù)主要包括探針設(shè)計、芯片制造、樣品準(zhǔn)備、芯片雜交、信號檢測、數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)。探針設(shè)計是構(gòu)建DNA或RNA序列片段的關(guān)鍵步驟，它可以有正向設(shè)計和反向設(shè)計兩種策略；而芯片制造則需要注意反應(yīng)腔的尺寸、密度、排布方式等參數(shù)的選擇和優(yōu)化；樣品準(zhǔn)備包括組織切片、核酸提取、打標(biāo)記等過程；芯片雜交和信號檢測則是關(guān)鍵的實驗操作環(huán)節(jié)，需要掌握高度敏感的熒光/電化學(xué)信號檢測技術(shù)；數(shù)據(jù)分析則需要使用配套軟件系統(tǒng)來處理大數(shù)據(jù)的持續(xù)采集、清洗、整合和解析。
2.DNA芯片的原理
DNA芯片的核心原理是通過固相反應(yīng)（solid-phase reaction）在芯片表面將大量DNA分子與之提前設(shè)計好的識別探針或寡核苷酸序列等互相結(jié)合起來，借助探針和目標(biāo)DNA一一匹配上的原則來記錄芯片中尋找到的各類蛋白質(zhì)基因表達(dá)信息，并通過微量熒光報警或LAPS傳感器檢測來實現(xiàn)芯片信息的快速有效解讀。DNA芯片技術(shù)可應(yīng)用于基因型鑒定、生物體內(nèi)環(huán)境監(jiān)測、腫瘤篩查、藥物研發(fā)等方面，有著極為廣泛的應(yīng)用前景和極高的經(jīng)濟(jì)價值。
3.DNA芯片技術(shù)的應(yīng)用
DNA芯片技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛。在生命科學(xué)領(lǐng)域，DNA芯片技術(shù)可以應(yīng)用于基因型鑒定、突變篩查、表達(dá)譜分析等研究課題中，為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的腫瘤患者個性化治療提供有力支持；在環(huán)境生態(tài)學(xué)領(lǐng)域，DNA芯片可以實現(xiàn)對水源、土壤、大氣中的高通量、快速、便捷監(jiān)測；在食品安全方面，DNA芯片可以檢測食品中是否存在轉(zhuǎn)基因或毒素污染物質(zhì)等。此外，DNA芯片技術(shù)在創(chuàng)新藥物研發(fā)、工業(yè)微生物功能發(fā)掘、農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用和推廣。
