[关键词] 基因芯片；核酸探针序列；杂交

    1 基因芯片概述

    随着人类基因组计划( Human Genome Project)即全部核苷酸测序的即将完成

    ，人类基因组研究的重心逐渐进入后基因组时代( Postgenome Era)向基因的功

    能及基因的多样性倾斜[1，2]。通过对个体在不同生长发育阶段或不同生理状态

    下大量基因表达的平行分析，研究相应基因在生物体内的功能，阐明不同层次多基

    因协同作用的机理，进而在人类重大疾病如癌症、心血管疾病的发病机理、诊断治

    疗、药物开发等方面的研究发挥巨大的作用。它将大大推动人类结构基因组及功能

    基因组的各项基因组研究计划。

    基因芯片的工作原理与经典的核酸分子杂交方法(southern 、northern)是

    一致的，都是应用已知核酸序列作为探针与互补的靶核苷酸序列杂交，通过随后的

    信号检测进行定性与定量分析，基因芯片在一微小的基片(硅片、玻片、塑料片等)表面集成了大量的分子识别探针，能够在同一时间内平行分析大量的基因，进行

    大信息量的筛选与检测分析[3，4]。基因芯片主要技术流程包括：芯片的设计与

    制备；靶基因的标记；芯片杂交与杂交信号检测。

    基因芯片的设计实际上是指芯片上核酸探针序列的选择以及排布，设计方法取

    决于其应用目的，目前的应用范围主要包括基因表达和转录图谱分析及靶序列中单

    碱基多态位点(single nucleotide polymorphism，SNP)或突变点的检测，表达

    型芯片的目的是在杂交实验中对多个不同状态样品(不同组织或不同发育阶段、不

    同药物刺激)中数千基因的表达差异进行定量检测，探针序列一般来自于已知基因

    的cDNA 或EST库，设计时序列的特异性应放在首要位置，以保证与待测目的基因的

    特异结合，对于同一目的基因可设计多个序列不相重复的探针，使最终的数据更为

    可靠。基因单碱基多态检测的芯片一般采用等长移位设计法[5]，即按靶序列从

    头到尾依次取一定长度的互补的核苷酸序列形成一探针组合，这组探针是与靶序列

    完全匹配的野生型探针，然后对于每一野生型探针，将其中间位置的某一碱基分别

    用其它三种碱基替换，形成三种不同的单碱基变化的核苷酸探针，这种设计可以对

    某一段核酸序列所有可能的SNPs位点进行扫描。

    芯片制备方法主要包括两种类型：(1)点样法：首先是探针库的制备, 根据基 ......