INTEL方案方案

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样品可从总基因组DNA而获得或克隆通过用荧光核苷酸的酶催化掺入片段，所述荧光标记的DNA，也可通过PCR扩增用一对荧光标记的引物的样品，从DNA获得RNA转录物可被用于检测的克隆DNA片段，往往是从克隆的DNA获得的RNA探针，使用RNA聚合酶结合与荧光核苷酸。 RNA杂交分析的

可以检测是否基因表达的样品，表达如何水平。的基因表达的应用程序检测，荧光标记的探针通常是由一个cDNA的RNA，在这个过程中的荧光标记的核苷酸的掺入的逆转录酶合成催化。 RNA探针，用于检测基因表达还可以通过扩增cDNA克隆线性RNA聚合酶获得。在基因芯片杂交实验中，杂交温度足以其它DNA二级结构，完整的单链分子（300-3000nt）的混合物中可以提供一个强杂交信号。对于寡核苷酸阵列，杂交温度通常较低，通常需要较强的杂交探针混合物还原成分子（50-100nt）的更短的片段，通过化学和酶促方法可以改变大小的核苷酸。不像

DNA和RNA分析，使用蛋白质功能的生物芯片的研究是要克服仍然很多困难，这对许多蛋白质相互作用困难发生在多肽表面的三维折叠结构，不同于线性核酸只有序列之间的杂交反应。蛋白在需要折叠的微阵列分析仍然难以到达，有以下几个原因：第一种方法，在必要的灵敏度的制备中使用可保持折叠特性的蛋白质芯片，由芯片的所有化学品，热处理，干燥等制备。既会影响芯片上的蛋白质的性质;第二、所述蛋白质之间的相互作用折上处理序列，如序列依赖性反应动力学和复杂的定量分析更强烈的依赖;第三、高品质的荧光标记蛋白制剂还探针悬而未决。由于这些原因，再加上其他的问题减缓蛋白质芯片技术的研究。

自1991年以来，Fodor等[1]提出了DNA芯片的概念，DNA芯片为代表近年来生物芯片技术[2-6]得到了迅速发展，有各种的芯片的不同的功能出来此外，有的已经开始发挥在生命科学研究中的重要作用。即在生命科学和在计算机芯片医疗设备领域中使用的像它的制造所谓的生物芯片采用刻作为缩微，生命科学，光学图像处理的半导体集成电路制造工艺，例如多个的离散的样品制备过程，化学反应和检测步骤和允许迁移到连续芯片和小型化，并且其容纳数大小计算机缩微到现在仅预定大小的笔记本电脑有类似的效果，然后分离元件。在此基础上的微处理技术开发的生物芯片可以是几十万或甚至数百万人的生命信息集成在一个小的芯片上，用于基因，如活体细胞和抗原检测和分析，这些生物芯片制造生化分析仪的各种用途和比较传统仪器具有体积小，重量轻，成本低，便于携带，污染，自动化分析处理中，快速分析和较少样品所需的试剂等诸多优点现在不再局限于生物芯片用于DNA测序和分析的功能，例如应用程序，一些新技术的衍生自包含：芯片免疫分析技术[7]中，芯片核酸扩增技术[8-10]，和一个芯片选择精子的体外受精技术[11,12]，细胞分析芯片[13]和使用该芯片的作为平台技术用于高通量药物筛选[14]等。这种设备的出现将带来生命科学的研究，诊断和治疗疾病的新药物，生物战，法医，食品卫生监督，航空航天等领域的革命发展。因此，1月份欧盟的美国总统克林顿州1998年演讲中指出：“在未来的12年里，为疾病预防基因芯片来帮我们的一生”此外，在这方面，美国的商业出版物财富[15]的权威声明如下：。 “在本世纪，微处理器我们的经济结构已经发生了根本性的变化，人类带来了巨大的财富，改变了我们的生活方式。然而，生物芯片给人类带来的影响可能会更大，它可能会改变医疗行为和我们的基本素质生活，从而改变世界。“面对由于生物芯片技术，在美国科学促进会领域的快速发展，在1998年年底作为1998年生物芯片技术的突破，上方的一个10 [16]。现在，生物芯片已被认为将改变生命科学和医学研究在未来的世纪，并已成为一个热点国家的学术界和工业界已经引起了关注和研究。 阿米巴管理方案。

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本世纪50自1960年以来，微电子技术相关领域它也取得了长足的进步，出现了一些新的研究方向，如MEMS，微光学，微分析的快速发展系统。在生物学，化学和医学领域本这样的技术也已经被越来越广泛的应用，各种生物传感器和微分析仪器已经出现，毛细管电泳芯片，单个气体传感器，以及用于观察神经元细胞的生长等仪器公司1991年Affymax的福多尔团队通过原位合成导致在DNA芯片上制备在[1]首次报道。它们光化学合成，通过光刻技术与微阵列产生的多肽和由该方法生产的寡核苷酸（微阵列）芯片相结合，可用于DNA芯片的药理基因组学测序和基因复制。这一突破性的技术已经开始让世界重视的生物芯片。随着近几年的各种技术的进步，生物芯片的应用范围不断扩大，科学家们正在使用的微电子产业和其他相关产业在硅，玻璃，塑料等基板制造各种微加工技术各种生物芯片。美国依靠在研发方面雄厚的技术能力和经济实力在该领域处于领先地位，已被数十家生物芯片公司，已开发近20种生物芯片，有的已投入研究应用。在研究DNA芯片的过程中，许多公司已经开发出的技术具有自身特色。在Affymetrix公司领域的第一套脚已经开发了多种基因芯片，一些芯片已投入商业应用，如用于检测HIV p53基因和癌基因突变，芯片以及用于研究药物的方法在细胞色素P450基因芯片测序代谢变化.Hyseq显影胶片芯片不荧光标记上未知序列的DNA片段，但在已知序列的探针标记，每次用不同的探针杂交具有未知序列的DNA片段的杂交结果，通过检测荧光，最后的研究使用计算机的处理结果，检测DNA片段.Synteni Corporation的组合（如现在Incyte公司M）的玻璃作为载体DNA芯片，使用两种不同的荧光标记物，其能够检测所述疾病或药物对RNA使用电场到芯片.Nanogen公司主动方式摩尼的影响后正常信使RNA信使的表达pulate DNA片段杂交在芯片上，从而使反应体系比平均快，使得随机DNA被动扩散寻找检测固化更快的杂交探针，检测时间可以降低到几百分之几十或。临床微传感器的（CMS ）正在开发非荧光检测芯片来确定的电信号的情况下，DNA杂交错配的存在或不存在。除了这些公司，一些美国著名大学如斯坦福大学，宾夕法尼亚大学，加州大学，伯克利分校麻省理工学院，美国橡树岭国家实验室和其他大学和国家实验室生物芯片的研究也正在进行中。一些欧洲国家也有公司和大学参与这一领域，并取得了明显的重大成就，有几个日本公司报告了他们的研究结果最近，中国的清华大学，复旦大学，东南大学，中国社科院军事医学科学院等机构也开始这方面的研究工作，如果所有重要方面，精心组织，加大资金投入，重视知识产权的保护，我们认为，在我国这一领域不久的将来，将有一个地方，准备准备
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这取决于微加工和自动化的化学合成技术。根据要求，可以使用各种在该基材上的芯片的微加工技术的微细结构，并且然后施加必要的生物化学物质和要处理的表面处理而简单的制备制备的DNA芯片，例如芯片，在基板是使用化学合成方法或自动直接施加必要的生物化学的或合成的材料，基体材料没有做任何的微细加工的。典型通常制备DNA芯片，有四种方式。光导Affymetrix公司的第1种原位合成方法开发的。该方法被微机械加工技术的光刻工艺结合光化学合成佩戴产物[17]。第二种方法采用Incyte公司公司化学喷雾法等。这种方法是指定要注射到芯片上，并固定以产生DNA芯片良好的合成寡核苷酸探针。由斯坦福大学的接触点涂层开发的第三种方法。通过精确地移动所述机器人制备DNA芯片的与所述玻璃芯片高速精密移液头接触涂有DNA探针。第四种方法是通过使用一个四芯片装配在一个[18]，分别为T，G，平行合成的DNA探针芯片[19]第C核压电喷头糖苷。不管采用什么方法，目标是期望迅速而准确地将探针到芯片上的指定位置。

核酸样品制备

分离和纯化核酸样品是不是一件容易的工作，其包括细胞分离，裂解，脱蛋白提取DNA，和许多工作在细胞分离方法更加突出通过过滤分离（如研究组宾夕法尼亚大学的交叉芯片滤波器[20]）和介电电泳分离（使用高频电场在芯片上的非均匀施加甚至诱发在不同小区中的电极，通过静电力导致不同的介质和应用标签的，以使它们与样品分离[21]）等。

生化反应检测仪采用，因为当前的灵敏度不够高，在体内从血液或组织中所提取的DNA的扩增需要复制之前。例如，当肿瘤活检样品进行测试时，需要找到数以千计的基因在正常异常癌基因，很显然，这需要必要的样品DNA的复制和只有特定的容易检测的核酸扩增芯片的研究也有很多的进步，在芯片PCR的成功有队在宾夕法尼亚大学[23]，美国加州劳伦斯·李vermore国家实验室[24]型，Perkin-Elmer公司公司[25]和伦敦帝国学院[26]扩增反应小组的大学由玻璃制成的芯片，外部加热和使用计算机控制的珀耳帖加热器它们在硅成功冷却木片 - - 宾夕法尼亚在硅制成完成了一系列不同的玻璃芯片的核酸扩增反应的，例如，RT-PCR，LCR，多重PCR和DOP-PCR.Lawrence Livermore国家实验室处理硅芯片内置芯片多晶硅膜加热套，从而使加热和冷却速度可以大大提高.Perkin-E公司11聚物PCR反应是在塑料片上进行的研究导致曼茨伦敦帝国学院组PCR芯片的温度范围内不同温度下的流过的样品中的持续发展。 接待方案。

常规PCR具有一定的缺点，如难以实现且有竞争多重扩增PCR期间等的研究人员开发了固相PCR系统.Mosaic技术，它们将在两个引物的丙烯酰胺膜进行固化，并使其与DNA模板和PCR试剂，和PCR反应接触，可以进行固体表面。将在桥中形成引物之间扩增的合成DNA，从而避免竞争。该系统还处于研究阶段。在核酸样品进一步的创新的制造方法是大规模并行固相的Lynx治疗研究克隆，该方法可以同时数百个单独的克隆的DNA片段的样品英寸招生方案。

电流的检测方法，检测方法通常使用的芯片与芯片毛细管电泳检测和亲和结合测定。芯片毛细管电泳1983年由杜邦公司的速度发展。随后，瑞士Ciba Geigy公司和加拿大阿尔伯塔的工作，利用玻璃毛细管电泳芯片的合作大学完成寡核苷酸[27]的分离。首次用DNA突变和DNA测序工作的芯片毛细管阵列电泳由研究小组Mathies大学伯克利分校，加州大学[28]带领完成。通过加入芯片上的高压直流电，它们将完成的近2分钟的DNA片段的快速分离的时间的数目从118〜1 353碱基对。宾夕法尼亚团队威尔丁大学和拉姆齐队被用芯片毛细管电泳芯片通过一些DNA片段的分离肌萎缩多重扩增的诊断是成功的[29]。其他用途的毛细管电泳芯片Perkin-Elmer公司，显卡技术公司，生物科学ACLARA公司和麻省理工学院的探测外国公司和学术机构的突变。对于

DNA芯片，亲和力结合分析是通过杂交核酸之间的结合主要进行。杂交是依赖于将DNA长度和二级结构和芯片上的探针DNA片段的长度测量的复杂性。可使用杂交测序[30,31]被重复杂交的稳定性，检测DNA突变[31、32]，并重复[33]所述测序过程的杂交的基因表达分析：含有互补单探针序列链片上，和固化的探针将杂交来鉴定从芯片上的荧光检测系统的样本进行的复杂混合物中的DNA片段的其互补序列通过使用与DNA混合物中的计算机被放置在其他DNA的荧光强度和DNA样品探针的每个已知序列检测出可包含在样品DNA的碱基序列所发射的分析，控制和组合。在1996年被重复测序已经报道杂交的科学微阵列杂交，Chee等[30]上的固化135个000寡核苷酸探针（每个探针的长度为25个核苷酸）的整个16、6 kb的人类线粒体DNA的硅芯片长度的测序每个探针之间的时间间隔为35微米，99％的准确度重复序列;此外，通过样本现场分析非洲11个人，他们发现存在于基因突变多态性这些样品中，线粒体DNA的505从事杂交生物芯片美国公司和Hyseq两个现有的Affymetrix测序，Affymetrix公司已经开发了一个系统（基因芯片系统）中，芯片测序和生物信息学一起，直接测序到数据库中作为使用DNA杂交测定重要的应用下一个分析的结果是DNA突变，例如检测Hacia等人[32]使用由参考信号和检测到之间的色差构成的上遗传性乳腺癌以及它们的引入的卵巢癌基因BRCA1外显子24不同的点突变（单核苷酸多态性突变）完成检测杂交芯片96000的寡核苷酸探针信号被分析，使得杂交突变体杂种中得到的特异性和灵敏度做，以改善生物芯片美国公司贝克曼，艾博特实验室，Affymetrix公司，Nanogen，萨诺夫，Genometrix，Vysis公司，Hyseq，分子动力学等的检测;和美国学术机构宾夕法尼亚大学，牛津大学，海军研究，怀特黑德生物医学研究所，美国阿贡国家实验室等。随着基因表达芯片杂交分析DNA芯片的另一主要用途。在一般情况下，基因表达研究需要相对较长的杂交时间，它不要求精确排序的，但主要是了解疾病诊断和药物独特的基序基因结构分析，其研究基因表达筛选巨大影响.Lockhart等。使用的探针不同序列的芯片（长度为20个核苷酸），在小鼠T细胞群21不同的信使RNA的全部RNA的定量分析[34 65] 000固化，这些专门设计的探针的针可以被分析，并且发现已知杂交小鼠114个基因，信使RNA的额外20表达细胞分裂中的检测结果示出了在诱导后也改变一个1 RNA检测率的系统：300,000量化参考1的信使RNA的：300、DeRisi等人[35]在1161个不同的cDNA探针由机器人“刷印”获得的恶性细胞系看到幻灯片上癌基因的表达后。在两个对比标准不同荧光标记物的细胞的信使RNA群体的杂交的结果，引入它们的正常染色体基因的基因表达的抑制肿瘤细胞后的结果进行分析。微阵列基因仅在获取所述分析的应用是成功的，研究人员是技术和组合等相关领域，使得微阵列技术更广泛[36、37]。

基因芯片制造商和用户，对杂交获得的芯片的结果目前并不完美，并且第一存在一些问题，所述杂交阵列不是一个简单的液相反应，但是液 - 固反应，使DNA链在没有完全摆脱杂交自然科学在一起的情况;和DNA杂交也引起失真（问题链）为后一个问题的二级结构，已经开发了通过使用链内肽核酸（PNA）探针来解决。使用与所述DNA探针特异性的PNA探针在PNA-DNA杂交过程中的新的混合方案的问题产生更容易地接近目标DNA序列。与此相反，PNA-DNA杂交的DNA-DNA杂交比更稳定的结构，所以它更容易地检测错配。让DNA芯片表面富集以增加DNA的生物芯片并联的一个有源电子混合测量的速度.Nanogen公司的芯片上发展起来的，它可以被检测到的DNA探针附近更快的速率的DNA / RNA分子被固化，从而使杂交的速度得到很大的提高。

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目前大部分的DNA芯片分析的在荧光检测时使用。荧光检测良好的再现性，一个方法被广泛的研究人员使用。此外，还有是飞行时间质谱仪，光波导，二极管阵列检测器，直接功率变化检测的时间。例如，使用的Sequenom的美国技术感光连接，探头是由感光性基团附着在芯片上。杂交完成后，用激光切割和寡核苷酸与检测飞行质谱仪的时间后释放。该公司目前只用于分析的短DNA片段，最终能够实现长期做进一步追求的DNA序列的分析。美国威斯康星大学的史密斯等PNA探针最近也用在人体内酪氨酸酶基因的多态性位点的飞行质谱分析的时间。无论检测系统，将需要使用必要的设备和软件，如在芯片数千探针杂交结果的检测表面的微米级分辨率的扫描共聚焦显微镜，许多公司都对的分析芯片开发相应的软件来快速杂交数据处理和分析。除了通过杂交微阵列芯片比所获得的结果的分析，存在具有不同的微观结构（例如，微通道，反应室，过滤器等）正在开发和发展其它芯片，芯片尺寸通常为1厘米2、生物芯片的研究始于20世纪80年代，如毛细管电泳芯片杜邦的研究。目前，的发展，越来越多类型的生物芯片，如毛细管电泳芯片，细胞芯片分离，免疫芯片，芯片质谱，核酸扩增芯片等，所有的研究，并且这些芯片的发展奠定了为将来打下良好的基础，实现分析仪器及实验室缩微芯片的小型化。 三定方案是什么。

生物芯片的发展方向

微技术朝向相同，某些类型的研究的纳米尺度加工的发展正在朝纳米生物芯片的发展。研究人员发现，一些天然生物分子或分子自组装能力，可以用来完全弥补纳米器件。例如，导体做胶原抗体和片段，所述DNA做存储器，膜蛋白做泵等虽然没有成功的人出现在分子的纳米芯片自组装性质产生了一些结构，例如具有为0、5μm，长度为30μm的脂质管直径; .. 0、7微米直径多肽圆形微结构的纳米管和分子齿轮。这些研究利用分子设计和组装设备类似的部件，奠定了纳米芯片的发展提供了良好的基础。

生物芯片研究，最终研究目标是分析整个过程实现充分融合，即制造微全分析系统（微全分析系统）或实验室缩微芯片（）的。在芯片功能集成，有多项成果。首先，美国样品制备公司Nanogen，Affymetrix公司的公司，医学和密歇根大学的科学家宾夕法尼亚大学大学制造通过使用加热器在芯片上，阀门，泵，微分析仪，电化学检测器，或其它检测器光电，化学反应和检测被部分地集成部分3、并在此基础上，产生了不同的配置缩微实验室样机芯片[38]。例如，通过首先施加高频电场交替的来自人的血从分离出的微生物，然后裂解电脉冲处理，并最终将得到的DNA在短时间内使用生物科学家Nanogen的电子芯片裂解后发生断裂和这个实验的成功杂交是生物芯片，这表明生物芯片做实验的人缩微可能性房领域的一个重大突破。

另一个重要的生物芯片技术，并开发出了很强的价值取向是提供高吞吐量，甚至超高通量的技术平台的发展[14]筛选新药。该技术是生物芯片技术具有高集成度和组合化学技术，和受体结合试验，如所产生的机器人自动化技术的组合。组合化学是使用聚合载波同步的快速合成类似物和的化学方法衍生物铅化合物，使过去衍生物综合开发成单独的系列和以同步方式的化合物的甚至数万组合合成的平行合成。将混合物在反应后筛选第一分组，则生物活性再决定个人是否被分离和纯化。根据母体化合物，该结构的结构和范围可以预测方法可以快速建立化学衍生物的大型文库此化合物基团的快速合成，如化学修饰处理的铅化合物大大加快。但也对天然植物成分进行了筛选和使用生物芯片技术，这是中国现代医学介入生物芯片技术及相关微流体分配技术[39]和各种测试技术的采用，新的发展非常有用的分析药物的研究和开发的技术将有重大突破[40]，从而加快药物筛选市场的发展，有许多公司都在从事这种类型的研究和开发工作。

生物芯片技术是一种综合性高新技术，它涉及生物，化学，医学，精密加工，光学，微电子，信息等领域，是一个高度跨学科的研究项目。尽管生物芯片研究中这是一个很大的发展，但一些相关领域的检测技术发展的限制生物芯片技术的进一步发展。这是因为增加了芯片的集成度，减少反应物的使用量，其产生越来越弱方面的信号，因此，高精度检测器的要求是迫在眉睫。此外，微处理技术，芯片封装和保存也应着眼于生物芯片的研究和开发。经过近10年的不懈努力，生物芯片技术已经从不成熟开始成熟，并已开始生命科学研究许多领域开始产生影响，甚至革命。今年出的微阵列芯片技术为辅的自然遗传学一月，全面介绍的技术状态和几个主要的应用程序，如测序和突变检测的发展是重复的，基因表达分析，药物开发，生物信息学，人口遗传学研究。由此我们可以看到生物芯片的话芯片的重要性，基因芯片检测只是一个芯片，并且具有不同的功能，它的其他芯片级别。一个单独的技术对生物芯片技术如此重大的影响，它可以带来显著而深远的影响将是不可估量的。从样品制备目前的反应，化学检测融合这三个部分分割已经实现，充分整合初见端倪。到21世纪的生物芯片市场的销售额将达到10多十亿$所以现在世界各地的公司，研究机构都在积极做研究，申请专利，开发新产品，争取早日上市。较早涉足与美国现场由英国，加拿大，荷兰，德国，日本和其他一些国家领导都取得了惊人的成就。面对这种情况，我国应该尽量把一些财力，人力和物力，在该领域的地方打，以避免发生在许多高科技产业的情况随着技术的外国人几乎完全垄断。打有自己独特的创新的基因和蛋白表达的芯片，芯片和微型实验室超高通量药物筛选。

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芯片组（芯片组）是所述板的芯部，设置在主板，通常分为北桥和南桥上的不同位置。北桥提供CPU，存储器的类型和最大容量，ISA / PCI / AGP插槽，ECC纠错支持的类型和频率。南桥提供时，RTC（实时时钟控制器）/ 33（66）支持KBC（键盘控制器）的USB（通用串行总线），超DMA EIDE数据传输和ACPI（高级能源管理）等。其中北桥芯片起着主导性的作用，也称为主桥（主桥）。识别

芯片组也很容易英特尔440BX芯片组，例如，它是英特尔82443BX北桥芯片，通常是在一个位置靠近CPU插座主板上，由于芯片的热量很高，在这个翅片芯片。南桥在的位置靠近ISA和PCI插槽，芯片的名字是Intel 82371EB。基本上其他芯片组的相同的布置位置。对于不同的芯片组，性能也反映在的空白。

除了最常见的南北桥结构，为目前较为先进的芯片组，加快枢纽建筑的发展，英特尔的8XX系列芯片组是代表这种芯片组将一些子系统，例如IDE接口，音效，MODEM，和主芯片USB的直接访问，PCI总线可以提供带宽的两倍，达到266MB / s的宽;此外，矽统SiS635 / SiS735是这样新生力量芯片组。除了支持最新的DDR266、DDR200 SDRAM PC133等多种规格，而且还支持四倍速显示卡接口和AGP快速写入功能，IDE ATA33 / 66/100、并内置3D立体音效，高速数据传输函数56K的数据通信，其包括（调制解调器），高速以太网传输（快速以太网），1M / 10M归属网络（归属PNA）等。

生物芯片的应用程序下载及PCR技术，芯片技术已经开展和将要开展非常广泛的应用领域。申请的第一个字段是基因表达的生物芯片的检测。检测，多态性分析，生物分子，但是，具有宽范围的应用的检测器芯片策略有序生物样本的遗传作图分析，除基因表达分析，杂交已使用基于基因突变，进化研究和应用，其他方面微阵列分析和蛋白质和核酸和小分子的检测也可在与其它蛋白组合使用，但发展这些领域的应用尚未。基因组DNA杂交分析可检测DNA编码和非编码的单个碱基变化，插入损耗的区域并且实际上，也可以用于定量DNA，其是用于检测次基因拷贝数和的染色体的重要的DNA杂交分析。用于DNA分析

样品可从总基因组DNA而获得或克隆通过用荧光核苷酸的酶催化掺入片段，所述荧光标记的DNA，也可通过PCR扩增用一对荧光标记的引物的样品，从DNA获得RNA转录物可被用于检测的克隆DNA片段，往往是从克隆的DNA获得的RNA探针，使用RNA聚合酶结合与荧光核苷酸。 RNA杂交分析的

可以检测是否基因表达的样品，表达如何水平。的基因表达的应用程序检测，荧光标记的探针通常是由一个cDNA的RNA，在这个过程中的荧光标记的核苷酸的掺入的逆转录酶合成催化。 RNA探针，用于检测基因表达还可以通过扩增cDNA克隆线性RNA聚合酶获得。在基因芯片杂交实验中，杂交温度足以其它DNA二级结构，完整的单链分子（300-3000nt）的混合物中可以提供一个强杂交信号。对于寡核苷酸阵列，杂交温度通常较低，通常需要较强的杂交探针混合物还原成分子（50-100nt）的更短的片段，通过化学和酶促方法可以改变大小的核苷酸。不像

DNA和RNA分析，使用蛋白质功能的生物芯片的研究是要克服仍然很多困难，这对许多蛋白质相互作用困难发生在多肽表面的三维折叠结构，不同于线性核酸只有序列之间的杂交反应。蛋白在需要折叠的微阵列分析仍然难以到达，有以下几个原因：第一种方法，在必要的灵敏度的制备中使用可保持折叠特性的蛋白质芯片，由芯片的所有化学品，热处理，干燥等制备。既会影响芯片上的蛋白质的性质;第二、所述蛋白质之间的相互作用折上处理序列，如序列依赖性反应动力学和复杂的定量分析更强烈的依赖;第三、高品质的荧光标记蛋白制剂还探针悬而未决。由于这些原因，再加上其他的问题减缓蛋白质芯片技术的研究。

自1991年以来，Fodor等[1]提出了DNA芯片的概念，DNA芯片为代表近年来生物芯片技术[2-6]得到了迅速发展，有各种的芯片的不同的功能出来此外，有的已经开始发挥在生命科学研究中的重要作用。即在生命科学和在计算机芯片医疗设备领域中使用的像它的制造所谓的生物芯片采用刻作为缩微，生命科学，光学图像处理的半导体集成电路制造工艺，例如多个的离散的样品制备过程，化学反应和检测步骤和允许迁移到连续芯片和小型化，并且其容纳数大小计算机缩微到现在仅预定大小的笔记本电脑有类似的效果，然后分离元件。在此基础上的微处理技术开发的生物芯片可以是几十万或甚至数百万人的生命信息集成在一个小的芯片上，用于基因，如活体细胞和抗原检测和分析，这些生物芯片制造生化分析仪的各种用途和比较传统仪器具有体积小，重量轻，成本低，便于携带，污染，自动化分析处理中，快速分析和较少样品所需的试剂等诸多优点现在不再局限于生物芯片用于DNA测序和分析的功能，例如应用程序，一些新技术的衍生自包含：芯片免疫分析技术[7]中，芯片核酸扩增技术[8-10]，和一个芯片选择精子的体外受精技术[11,12]，细胞分析芯片[13]和使用该芯片的作为平台技术用于高通量药物筛选[14]等。这种设备的出现将带来生命科学的研究，诊断和治疗疾病的新药物，生物战，法医，食品卫生监督，航空航天等领域的革命发展。因此，1月份欧盟的美国总统克林顿州1998年演讲中指出：“在未来的12年里，为疾病预防基因芯片来帮我们的一生”此外，在这方面，美国的商业出版物财富[15]的权威声明如下：。 “在本世纪，微处理器我们的经济结构已经发生了根本性的变化，人类带来了巨大的财富，改变了我们的生活方式。然而，生物芯片给人类带来的影响可能会更大，它可能会改变医疗行为和我们的基本素质生活，从而改变世界。“面对由于生物芯片技术，在美国科学促进会领域的快速发展，在1998年年底作为1998年生物芯片技术的突破，上方的一个10 [16]。现在，生物芯片已被认为将改变生命科学和医学研究在未来的世纪，并已成为一个热点国家的学术界和工业界已经引起了关注和研究。

生物芯片研究现状

本世纪50自1960年以来，微电子技术相关领域它也取得了长足的进步，出现了一些新的研究方向，如MEMS，微光学，微分析的快速发展系统。在生物学，化学和医学领域本这样的技术也已经被越来越广泛的应用，各种生物传感器和微分析仪器已经出现，毛细管电泳芯片，单个气体传感器，以及用于观察神经元细胞的生长等仪器公司1991年Affymax的福多尔团队通过原位合成导致在DNA芯片上制备在[1]首次报道。它们光化学合成，通过光刻技术与微阵列产生的多肽和由该方法生产的寡核苷酸（微阵列）芯片相结合，可用于DNA芯片的药理基因组学测序和基因复制。这一突破性的技术已经开始让世界重视的生物芯片。随着近几年的各种技术的进步，生物芯片的应用范围不断扩大，科学家们正在使用的微电子产业和其他相关产业在硅，玻璃，塑料等基板制造各种微加工技术各种生物芯片。美国依靠在研发方面雄厚的技术能力和经济实力在该领域处于领先地位，已被数十家生物芯片公司，已开发近20种生物芯片，有的已投入研究应用。在研究DNA芯片的过程中，许多公司已经开发出的技术具有自身特色。在Affymetrix公司领域的第一套脚已经开发了多种基因芯片，一些芯片已投入商业应用，如用于检测HIV p53基因和癌基因突变，芯片以及用于研究药物的方法在细胞色素P450基因芯片测序代谢变化.Hyseq显影胶片芯片不荧光标记上未知序列的DNA片段，但在已知序列的探针标记，每次用不同的探针杂交具有未知序列的DNA片段的杂交结果，通过检测荧光，最后的研究使用计算机的处理结果，检测DNA片段.Synteni Corporation的组合（如现在Incyte公司M）的玻璃作为载体DNA芯片，使用两种不同的荧光标记物，其能够检测所述疾病或药物对RNA使用电场到芯片.Nanogen公司主动方式摩尼的影响后正常信使RNA信使的表达pulate DNA片段杂交在芯片上，从而使反应体系比平均快，使得随机DNA被动扩散寻找检测固化更快的杂交探针，检测时间可以降低到几百分之几十或。临床微传感器的（CMS ）正在开发非荧光检测芯片来确定的电信号的情况下，DNA杂交错配的存在或不存在。除了这些公司，一些美国著名大学如斯坦福大学，宾夕法尼亚大学，加州大学，伯克利分校麻省理工学院，美国橡树岭国家实验室和其他大学和国家实验室生物芯片的研究也正在进行中。一些欧洲国家也有公司和大学参与这一领域，并取得了明显的重大成就，有几个日本公司报告了他们的研究结果最近，中国的清华大学，复旦大学，东南大学，中国社科院军事医学科学院等机构也开始这方面的研究工作，如果所有重要方面，精心组织，加大资金投入，重视知识产权的保护，我们认为，在我国这一领域不久的将来，将有一个地方，准备准备
芯片

生物芯片的生物芯片

这取决于微加工和自动化的化学合成技术。根据要求，可以使用各种在该基材上的芯片的微加工技术的微细结构，并且然后施加必要的生物化学物质和要处理的表面处理而简单的制备制备的DNA芯片，例如芯片，在基板是使用化学合成方法或自动直接施加必要的生物化学的或合成的材料，基体材料没有做任何的微细加工的。典型通常制备DNA芯片，有四种方式。光导Affymetrix公司的第1种原位合成方法开发的。该方法被微机械加工技术的光刻工艺结合光化学合成佩戴产物[17]。第二种方法采用Incyte公司公司化学喷雾法等。这种方法是指定要注射到芯片上，并固定以产生DNA芯片良好的合成寡核苷酸探针。由斯坦福大学的接触点涂层开发的第三种方法。通过精确地移动所述机器人制备DNA芯片的与所述玻璃芯片高速精密移液头接触涂有DNA探针。第四种方法是通过使用一个四芯片装配在一个[18]，分别为T，G，平行合成的DNA探针芯片[19]第C核压电喷头糖苷。不管采用什么方法，目标是期望迅速而准确地将探针到芯片上的指定位置。

核酸样品制备

分离和纯化核酸样品是不是一件容易的工作，其包括细胞分离，裂解，脱蛋白提取DNA，和许多工作在细胞分离方法更加突出通过过滤分离（如研究组宾夕法尼亚大学的交叉芯片滤波器[20]）和介电电泳分离（使用高频电场在芯片上的非均匀施加甚至诱发在不同小区中的电极，通过静电力导致不同的介质和应用标签的，以使它们与样品分离[21]）等。

生化反应检测仪采用，因为当前的灵敏度不够高，在体内从血液或组织中所提取的DNA的扩增需要复制之前。例如，当肿瘤活检样品进行测试时，需要找到数以千计的基因在正常异常癌基因，很显然，这需要必要的样品DNA的复制和只有特定的容易检测的核酸扩增芯片的研究也有很多的进步，在芯片PCR的成功有队在宾夕法尼亚大学[23]，美国加州劳伦斯·李vermore国家实验室[24]型，Perkin-Elmer公司公司[25]和伦敦帝国学院[26]扩增反应小组的大学由玻璃制成的芯片，外部加热和使用计算机控制的珀耳帖加热器它们在硅成功冷却木片 - - 宾夕法尼亚在硅制成完成了一系列不同的玻璃芯片的核酸扩增反应的，例如，RT-PCR，LCR，多重PCR和DOP-PCR.Lawrence Livermore国家实验室处理硅芯片内置芯片多晶硅膜加热套，从而使加热和冷却速度可以大大提高.Perkin-E公司11聚物PCR反应是在塑料片上进行的研究导致曼茨伦敦帝国学院组PCR芯片的温度范围内不同温度下的流过的样品中的持续发展。

常规PCR具有一定的缺点，如难以实现且有竞争多重扩增PCR期间等的研究人员开发了固相PCR系统.Mosaic技术，它们将在两个引物的丙烯酰胺膜进行固化，并使其与DNA模板和PCR试剂，和PCR反应接触，可以进行固体表面。将在桥中形成引物之间扩增的合成DNA，从而避免竞争。该系统还处于研究阶段。在核酸样品进一步的创新的制造方法是大规模并行固相的Lynx治疗研究克隆，该方法可以同时数百个单独的克隆的DNA片段的样品英寸

电流的检测方法，检测方法通常使用的芯片与芯片毛细管电泳检测和亲和结合测定。芯片毛细管电泳1983年由杜邦公司的速度发展。随后，瑞士Ciba Geigy公司和加拿大阿尔伯塔的工作，利用玻璃毛细管电泳芯片的合作大学完成寡核苷酸[27]的分离。首次用DNA突变和DNA测序工作的芯片毛细管阵列电泳由研究小组Mathies大学伯克利分校，加州大学[28]带领完成。通过加入芯片上的高压直流电，它们将完成的近2分钟的DNA片段的快速分离的时间的数目从118〜1 353碱基对。宾夕法尼亚团队威尔丁大学和拉姆齐队被用芯片毛细管电泳芯片通过一些DNA片段的分离肌萎缩多重扩增的诊断是成功的[29]。其他用途的毛细管电泳芯片Perkin-Elmer公司，显卡技术公司，生物科学ACLARA公司和麻省理工学院的探测外国公司和学术机构的突变。对于

DNA芯片，亲和力结合分析是通过杂交核酸之间的结合主要进行。杂交是依赖于将DNA长度和二级结构和芯片上的探针DNA片段的长度测量的复杂性。可使用杂交测序[30,31]被重复杂交的稳定性，检测DNA突变[31、32]，并重复[33]所述测序过程的杂交的基因表达分析：含有互补单探针序列链片上，和固化的探针将杂交来鉴定从芯片上的荧光检测系统的样本进行的复杂混合物中的DNA片段的其互补序列通过使用与DNA混合物中的计算机被放置在其他DNA的荧光强度和DNA样品探针的每个已知序列检测出可包含在样品DNA的碱基序列所发射的分析，控制和组合。在1996年被重复测序已经报道杂交的科学微阵列杂交，Chee等[30]上的固化135个000寡核苷酸探针（每个探针的长度为25个核苷酸）的整个16、6 kb的人类线粒体DNA的硅芯片长度的测序每个探针之间的时间间隔为35微米，99％的准确度重复序列;此外，通过样本现场分析非洲11个人，他们发现存在于基因突变多态性这些样品中，线粒体DNA的505从事杂交生物芯片美国公司和Hyseq两个现有的Affymetrix测序，Affymetrix公司已经开发了一个系统（基因芯片系统）中，芯片测序和生物信息学一起，直接测序到数据库中作为使用DNA杂交测定重要的应用下一个分析的结果是DNA突变，例如检测Hacia等人[32]使用由参考信号和检测到之间的色差构成的上遗传性乳腺癌以及它们的引入的卵巢癌基因BRCA1外显子24不同的点突变（单核苷酸多态性突变）完成检测杂交芯片96000的寡核苷酸探针信号被分析，使得杂交突变体杂种中得到的特异性和灵敏度做，以改善生物芯片美国公司贝克曼，艾博特实验室，Affymetrix公司，Nanogen，萨诺夫，Genometrix，Vysis公司，Hyseq，分子动力学等的检测;和美国学术机构宾夕法尼亚大学，牛津大学，海军研究，怀特黑德生物医学研究所，美国阿贡国家实验室等。随着基因表达芯片杂交分析DNA芯片的另一主要用途。在一般情况下，基因表达研究需要相对较长的杂交时间，它不要求精确排序的，但主要是了解疾病诊断和药物独特的基序基因结构分析，其研究基因表达筛选巨大影响.Lockhart等。使用的探针不同序列的芯片（长度为20个核苷酸），在小鼠T细胞群21不同的信使RNA的全部RNA的定量分析[34 65] 000固化，这些专门设计的探针的针可以被分析，并且发现已知杂交小鼠114个基因，信使RNA的额外20表达细胞分裂中的检测结果示出了在诱导后也改变一个1 RNA检测率的系统：300,000量化参考1的信使RNA的：300、DeRisi等人[35]在1161个不同的cDNA探针由机器人“刷印”获得的恶性细胞系看到幻灯片上癌基因的表达后。在两个对比标准不同荧光标记物的细胞的信使RNA群体的杂交的结果，引入它们的正常染色体基因的基因表达的抑制肿瘤细胞后的结果进行分析。微阵列基因仅在获取所述分析的应用是成功的，研究人员是技术和组合等相关领域，使得微阵列技术更广泛[36、37]。

基因芯片制造商和用户，对杂交获得的芯片的结果目前并不完美，并且第一存在一些问题，所述杂交阵列不是一个简单的液相反应，但是液 - 固反应，使DNA链在没有完全摆脱杂交自然科学在一起的情况;和DNA杂交也引起失真（问题链）为后一个问题的二级结构，已经开发了通过使用链内肽核酸（PNA）探针来解决。使用与所述DNA探针特异性的PNA探针在PNA-DNA杂交过程中的新的混合方案的问题产生更容易地接近目标DNA序列。与此相反，PNA-DNA杂交的DNA-DNA杂交比更稳定的结构，所以它更容易地检测错配。让DNA芯片表面富集以增加DNA的生物芯片并联的一个有源电子混合测量的速度.Nanogen公司的芯片上发展起来的，它可以被检测到的DNA探针附近更快的速率的DNA / RNA分子被固化，从而使杂交的速度得到很大的提高。

信息收集

目前大部分的DNA芯片分析的在荧光检测时使用。荧光检测良好的再现性，一个方法被广泛的研究人员使用。此外，还有是飞行时间质谱仪，光波导，二极管阵列检测器，直接功率变化检测的时间。例如，使用的Sequenom的美国技术感光连接，探头是由感光性基团附着在芯片上。杂交完成后，用激光切割和寡核苷酸与检测飞行质谱仪的时间后释放。该公司目前只用于分析的短DNA片段，最终能够实现长期做进一步追求的DNA序列的分析。美国威斯康星大学的史密斯等PNA探针最近也用在人体内酪氨酸酶基因的多态性位点的飞行质谱分析的时间。无论检测系统，将需要使用必要的设备和软件，如在芯片数千探针杂交结果的检测表面的微米级分辨率的扫描共聚焦显微镜，许多公司都对的分析芯片开发相应的软件来快速杂交数据处理和分析。除了通过杂交微阵列芯片比所获得的结果的分析，存在具有不同的微观结构（例如，微通道，反应室，过滤器等）正在开发和发展其它芯片，芯片尺寸通常为1厘米2、生物芯片的研究始于20世纪80年代，如毛细管电泳芯片杜邦的研究。目前，的发展，越来越多类型的生物芯片，如毛细管电泳芯片，细胞芯片分离，免疫芯片，芯片质谱，核酸扩增芯片等，所有的研究，并且这些芯片的发展奠定了为将来打下良好的基础，实现分析仪器及实验室缩微芯片的小型化。

生物芯片的发展方向

微技术朝向相同，某些类型的研究的纳米尺度加工的发展正在朝纳米生物芯片的发展。研究人员发现，一些天然生物分子或分子自组装能力，可以用来完全弥补纳米器件。例如，导体做胶原抗体和片段，所述DNA做存储器，膜蛋白做泵等虽然没有成功的人出现在分子的纳米芯片自组装性质产生了一些结构，例如具有为0、5μm，长度为30μm的脂质管直径; .. 0、7微米直径多肽圆形微结构的纳米管和分子齿轮。这些研究利用分子设计和组装设备类似的部件，奠定了纳米芯片的发展提供了良好的基础。

生物芯片研究，最终研究目标是分析整个过程实现充分融合，即制造微全分析系统（微全分析系统）或实验室缩微芯片（）的。在芯片功能集成，有多项成果。首先，美国样品制备公司Nanogen，Affymetrix公司的公司，医学和密歇根大学的科学家宾夕法尼亚大学大学制造通过使用加热器在芯片上，阀门，泵，微分析仪，电化学检测器，或其它检测器光电，化学反应和检测被部分地集成部分3、并在此基础上，产生了不同的配置缩微实验室样机芯片[38]。例如，通过首先施加高频电场交替的来自人的血从分离出的微生物，然后裂解电脉冲处理，并最终将得到的DNA在短时间内使用生物科学家Nanogen的电子芯片裂解后发生断裂和这个实验的成功杂交是生物芯片，这表明生物芯片做实验的人缩微可能性房领域的一个重大突破。

另一个重要的生物芯片技术，并开发出了很强的价值取向是提供高吞吐量，甚至超高通量的技术平台的发展[14]筛选新药。该技术是生物芯片技术具有高集成度和组合化学技术，和受体结合试验，如所产生的机器人自动化技术的组合。组合化学是使用聚合载波同步的快速合成类似物和的化学方法衍生物铅化合物，使过去衍生物综合开发成单独的系列和以同步方式的化合物的甚至数万组合合成的平行合成。将混合物在反应后筛选第一分组，则生物活性再决定个人是否被分离和纯化。根据母体化合物，该结构的结构和范围可以预测方法可以快速建立化学衍生物的大型文库此化合物基团的快速合成，如化学修饰处理的铅化合物大大加快。但也对天然植物成分进行了筛选和使用生物芯片技术，这是中国现代医学介入生物芯片技术及相关微流体分配技术[39]和各种测试技术的采用，新的发展非常有用的分析药物的研究和开发的技术将有重大突破[40]，从而加快药物筛选市场的发展，有许多公司都在从事这种类型的研究和开发工作。

生物芯片技术是一种综合性高新技术，它涉及生物，化学，医学，精密加工，光学，微电子，信息等领域，是一个高度跨学科的研究项目。尽管生物芯片研究中这是一个很大的发展，但一些相关领域的检测技术发展的限制生物芯片技术的进一步发展。这是因为增加了芯片的集成度，减少反应物的使用量，其产生越来越弱方面的信号，因此，高精度检测器的要求是迫在眉睫。此外，微处理技术，芯片封装和保存也应着眼于生物芯片的研究和开发。经过近10年的不懈努力，生物芯片技术已经从不成熟开始成熟，并已开始生命科学研究许多领域开始产生影响，甚至革命。今年出的微阵列芯片技术为辅的自然遗传学一月，全面介绍的技术状态和几个主要的应用程序，如测序和突变检测的发展是重复的，基因表达分析，药物开发，生物信息学，人口遗传学研究。由此我们可以看到生物芯片的话芯片的重要性，基因芯片检测只是一个芯片，并且具有不同的功能，它的其他芯片级别。一个单独的技术对生物芯片技术如此重大的影响，它可以带来显著而深远的影响将是不可估量的。从样品制备目前的反应，化学检测融合这三个部分分割已经实现，充分整合初见端倪。到21世纪的生物芯片市场的销售额将达到10多十亿$所以现在世界各地的公司，研究机构都在积极做研究，申请专利，开发新产品，争取早日上市。较早涉足与美国现场由英国，加拿大，荷兰，德国，日本和其他一些国家领导都取得了惊人的成就。面对这种情况，我国应该尽量把一些财力，人力和物力，在该领域的地方打，以避免发生在许多高科技产业的情况随着技术的外国人几乎完全垄断。打有自己独特的创新的基因和蛋白表达的芯片，芯片和微型实验室超高通量药物筛选。

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