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摘要:基因芯片技术是近年来诞生的一项高通量、高效率检测技术,能够帮助人们大规模的获取生物信息,为生命科学的研究提供了新的理论支撑。本文主要针对基因芯片技术的应用进行分析。
关键词:基因芯片技术;应用;分析
随着科学技术的不断进步,基因技术也在不断的更新变化,基因芯片技术就是在这样的时代背景下发展起来的,它是生物学上的一种全新的技术,融合了生命科学,化学、计算机技术、生物学等各个领域,该项技术的产生为人类的生活带来了更大的便利,尤其是在医学领域,为各种疑难杂症的治疗提供了新型的治疗方式。
一、基因芯片技术的原理
基因芯片技术是在近几年开发研制出来的一种全新的测试DNA的方式,他借助于集成电路制作过程中的微缩技术,将不连续、分散的基因片段整合起来,再整合上核酸、蛋白多肽等分子结构,形成高密度的分子列,然后再进行靶分子作用,利用分子杂交技术进行化学反应,其结果显示出来后,由计算机进行数据分析,转变为适合我们应用的信息。
二、基因芯片技术的四个核心技术
1、基因芯片的制作技术
基因芯片技术应用的首要步骤是制作基因芯片,现阶段采用的方式主要有原位合成法和直接点样法。原位合成法主要包括光导合成法和压电合成法,对于寡核苷酸比较适用,其反应比较迅速,信息量大,并且可以和其他的芯片制作方式结合使用,制作过程简单易行,但是原位合成法的探针长度不够,使有些测试工作不能正常进行。
2、样品的制作与标记技术
在需要检测的组织中提取DNA或RNA,经过转录、标记,转变为适于检测的基因样品。现阶段采用的标记方式主要有荧光标记,在需要测试的基因片断中用荧光素加以标识,便于使用者可以迅速的找到需要检测的部位。
3、杂交反应技术
基因芯片技术运用的是固液相反的杂交反应,将探针分子固定在基因芯片的表面,然后将其与液体中的靶分子进行反应,进而获得需要的数据信息。但是基因芯片的杂交反应要求比较严格,对于盐浓度、探针的长度和带电量、探针与芯片之间的连接臂种类和长度等都有要求。因此在进行基因芯片的杂交反应时,要合理的设置核酸的平衡、核酸质量、检测对照等关键因素,比保证测试结果准确、完整。
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4、信号检测和分析技术
基因芯片检测中使用荧光标记法中的激光技术对基因片段进行标记和检测,激光聚点比较集中,可以通过光源的反应产生不同的荧光反应,若是探针与需要检测的DNA片段能比对成功,则显示出强于普通荧光30多倍的光线,再放大的情况下肉眼可以观察到,便于使用者使用和观察。
三、基因芯片技术的应用
基因芯片技术是随着科学技术的发展而发展起来的,主要应用于生物物种的研究,但是随着基因芯片技术的不断开发,已经应用于多个领域。
1、在DNA检测领域中的应用
在传统的基因测试技术中,反应速度不快,反应的信息也不够准确完整,基因芯片技术弥补了这一不足。基因芯片技术只要是针对寡核甘酸芯片的测试,参照已知的基因序列,在芯片上形成许多的寡核甘酸的探针,然后与生物样品中的靶序列进行杂交,然后将能够比对成功的信息运用荧光素标记出来,供使用者使用。
2、基因表达分析领域中的应用
基因芯片技术应用最广的就是进行基因表达分析,基因表达分析直接进行基因功能的分析,主要是根据DNA模板进行核酸氨和蛋白质的合成,基因芯片技术主要的优势是简单、快速,不需要复杂的操作过程。近几年来,利用基因芯片研究基因表达已经成为比较热门的课题。
3、检测基因突变领域中的应用
基因突变是容易引起人类基因疾病的一个重要因素,但是由于基因的特殊性,一旦发生突变,是不容易察觉的,利用基因芯片检测技术可以快速准确的找到基因突变的区域,便于找出问题所在,方便进行治疗和预防。科学家运用基因芯片技术进行遗传性乳腺癌患者的基因检测,可以准确的找到致使乳腺癌发生的突变基因。利用基因检测基因突变对于人类的健康有积极的意义,可以对因为基因突变引起的疾病进行诊断与防治。
4、医药研究领域中的应用
基因芯片技术是集中生物医学、化学、计算机科学等各个领域,因此在医药方面也有重要的研究意义。基因芯片技术一方面可以对生物体的全部基因组进行定位测试,帮助药物识别病灶,并准确的对病变的部分做出反应。另一方面,利用基因芯片技术,可以帮助药物与细胞相互作用,引起细胞的一系列变化,使药效发挥更好的疗效。
四、结语
总之,基因芯片技术对于人类的发展有积极的意义,但是现阶段对于基因芯片技术的研究还处于初级阶段,我们要加强基因芯片技术的研究,让其更好的为我们服务。
参考文献:
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论文作者:徐心昱
论文发表刊物:《科技中国》2016年12期
论文发表时间:2017/3/16
标签:基因芯片论文; 技术论文; 基因论文; 成法论文; 探针论文; 荧光论文; 标记论文; 《科技中国》2016年12期论文;