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dna芯片技术的优缺点?

admin 2024-04-17 0 0条评论

一、dna芯片技术的优缺点?

DNA芯片技术,实际上就是一种大规模集成的固相杂交,是指在固相支持物上原位合成(in situsynthesis)寡核苷酸或者直接将大量预先制备的DNA探针以显微打印的方式有序地固化于支持物表面,然后与标记的样品杂交。通过对杂交信号的检测分析,得出样品的遗传信息(基因序列及表达的信息)。由于常用计算机硅芯片作为固相支持物,所以称为DNA芯片。

根据芯片的制备方式可以将其分为两大类:原位合成芯片和DNA微集阵列(DNA microarray)。芯片上固定的探针除了DNA,也可以是cDNA、寡核苷酸或来自基因组的基因片段,且这些探针固化于芯片上形成基因探针阵列。因此,DNA芯片又被称为基因芯片、 cDNA芯片、寡核苷酸阵列等。

  作为新一代基因诊断技术,DNA芯片的突出特点在于快速、高效、敏感、经济,平行化、自动化等,与传统基因诊断技术相比,DNA芯片技术具有明显的优势:

①基因诊断的速度显著加快,一般可于30 min内完成。若采用控制电场的方式,杂交时间可缩至1 min甚至数秒钟。

②检测效率高,每次可同时检测成百上千个基因序列,使检测过程平行化。③基因诊断的成本降低。

④芯片的自动化程度显著提高,通过显微加工技术,将核酸样品的分离、扩增、标记及杂交检测等过程显微安排在同一块芯片内部,构建成缩微芯片实验室。

⑤因为是全封闭,避免了交叉感染;且通过控制分子杂交的严谨度,使基因诊断的假阳性率、假阴性率显著降低。

  DNA芯片技术在肿瘤基因表达谱差异研究、基因突变、基因测序、基因多态性分析、微生物筛选鉴定、遗传病产前诊断等方面应用广泛。如感染性疾病是由于病原微生物(病毒、细菌、寄生虫等)侵入机体而引起。目前已经获得一些生物的全部基因序列,包括141种病毒,几种细菌(流感嗜血杆菌、产甲烷球菌、支原体M.genitalium及实验室常用的大肠杆菌等)和一种真核生物(酿酒酵母),且数量还在增长。

因此,将一种或几种病原微生物的全部或部分特异的保守序列集成在一块芯片上,可快速、简便地检测出病原体,从而对疾病作出诊断及鉴别诊断。用DNA芯片技术可以快速、简便地搜寻和分析DNA多态性,极大地推动法医生物学的发展。比如将个体SNPs设计在一块DNA芯片上,与样品DNA杂交,即可鉴定基因的差异。

人的体型、长相约与500多个基因相关,应用DNA芯片原则上可以揭示人的外貌特征、脸型、长相等,这比一般意义的DNA指纹谱又进了一步。 应用DNA芯片还可以在胚胎早期对胎儿进行遗传病相关基因的监测及产前诊断,为人口优生提供有力保证;而且可以全面监测200多个与环境影响相关的基因,这对生态、环境控制及人口健康有着重要意义。

二、基因芯片是材料吗?

基因芯片也叫DNA芯片、DNA微阵列、寡核苷酸阵列,是指采用原位合成(或显微打印手段),将数以万计的DNA 探针固化于支持物表面上,产生二维DNA探针阵列,然后与标记的样品进行杂交,通过检测杂交信号来实现对生物样品快速、并行、高效地检测或医学诊断,由于常用硅芯片作为固相支持物,且在制备过程运用了计算机芯片的制备技术,所以称之为基因芯片技术。

基因芯片的分类如下:(1)根据固相支持物的不同,DNA芯片分为无机(玻璃、硅片、陶瓷等)和有机(聚丙烯膜、硝酸纤维素膜、尼龙膜等)芯片。(2)根据芯片上所用探针不同分为寡核苷酸芯片和cDNA芯片。(3)根据芯片点样方式不同,可分为原位合成芯片、微矩阵芯片(分喷点和针点)和电定位芯片3类。(4)根据用途的不同分类为基因表达芯片和基因测序芯片、诊断芯片、指纹图谱芯片。

三、基因芯片的应用?

基因芯片利用微电子、微机械、生物化学、分子生物学、新型材料、计算机和统计学等多学科的先进技术,实现了在生命科学研究中样品处理、检测和分析过程的连续化、集成化和微型化,为生命科学研究、医学、药物研究与开发、法医鉴定、工农业以及食品与环境卫生监督等领域乃至整个人类社会带来广泛而深刻的变革。