三、生物芯片技術

生物芯片技術是通過縮微技術，根據(jù)分子間特異性相互作用的原理　，將生命科學領域中不連續(xù)的分析過程集成于硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化學分析系統(tǒng)，以實現(xiàn)對細胞、蛋白質、基因及其他生物組分的準確、快速、大信息量的檢測。按照固定的生物材料的不同，可以將生物芯片分為基因芯片、蛋白質芯片、細胞芯片和組織芯片。目前，最成功的生物芯片形式是以基因序列為分析對象的“微陣列”，也被稱為基因芯片(Genechip)。

基因芯片的基本原理　是，將特定的寡核苷酸片段或基因片段作為探針，有規(guī)律的排列在固化物表面，形成DNA探針陣列，然后與已通過PCR擴增等技術摻入熒光標記分子的樣品DNA進行雜交，最后由熒光檢測系統(tǒng)對芯片進行掃描，從而對雜交結果進行分析。

與傳統(tǒng)的生物化學分析方法　相比，基因芯片技術具有高通量、微型化、自動化、成本低、污染少等特點。它在感染性疾病的臨床診斷方面具有獨特優(yōu)勢，與傳統(tǒng)檢驗方法　比較，它可以對一份標本進行成千上萬種病原微生物的檢測，不僅可進行病原微生物種、亞種、型的識別，同時可了解致病菌的致病基因和耐藥基因，可以開展微生物DNA測序，基因表達、基因突變與基因功能研究，尋找新的病原菌。隨著樣品制備和標記技術的進一步簡化、檢測信號靈敏度的增強、基因芯片特異性的提高、芯片檢測全過程的自動化以及檢測成本的降低等，基因芯片技術將會在臨床實驗室得到廣泛應用　。

知識拓展

PCR在微生物學檢驗方面的應用　

分子生物學的發(fā)展使PCR技術不斷改進和完善。在常規(guī)PCR的基礎上又衍生出適應于各種目的的PCR技術，到目前為止有幾十種之多。原來PCR只能擴增已知序列之間的DNA，現(xiàn)在可以擴增到已知序列兩側的未知序列，甚至可以擴增序列未知的新基因。PCR模板也從原來使用DNA為模板發(fā)展到直接用RNA為模板，即反轉錄PCR，使從真核生物中擴增目的基因變得很容易。PCR原本只是一種定性的方法　，現(xiàn)在還可以定量，即實時定量PCR，其不僅克服了PCR技術易產(chǎn)生假陽性之不足，而且能準確定量，具有簡便快速、重復性好、無擴增后處理步驟，從而大大減少了擴增產(chǎn)物污染的可能性和易于自動化等優(yōu)點，目前已用于結核分枝桿菌、淋球菌、沙眼衣原體、解脲支原體及病毒等多種病原體的定量測定。為了適應大樣本的檢測，最近又建立了芯片PCR，將PCR技術與芯片技術有機地結合起來。由于PCR的實用性，其方法　還將會不斷完善，進一步在生命科學研究中發(fā)揮更大的作用。

(謝錦華)　　

思考題

1．細菌免疫學檢測的基本原理　是什么?

2．感染性疾病的抗體檢測應注意哪些問題?

3．常用的實驗動物接種技術和采血方法　有哪些?

4．簡述PCR技術的基本原理　和過程。