生物芯片研究进展分子生物学论文
论文 生物芯片技术
生物芯片技术——生物化学分析论文08应化2江小乔温雪燕袁伟豪张若琦2011-5-3一、摘要：生物芯片技术，被喻为21世纪生命科学的支撑技术，是便携式生化分析仪器的技术核心，是90年代中期以来影响最深远的重大科技进展之一，是融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术，具有重大的基础研究价值，又具有明显的产业化前景。
由于用该技术可以将极其大量的探针同时固定于支持物上，所以一次可以对大量的生物分子进行检测分析，从而解决了传统核酸印迹杂交（Southern Blotting 和Northern Blotting 等）技术复杂、自动化程度低、检测目的分子数量少、低通量(low through-put)等不足。
二、关键词生物芯片；检测；基因三、正文（一）、生物芯片的简介生物芯片技术是一种高通量检测技术，通过设计不同的探针阵列、使用特定的分析方法可使该技术具有多种不同的应用价值，如基因表达谱测定、突变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序（Sequencing by hybridization, SBH）等，为"后基因组计划"时期基因功能的研究及现代医学科学及医学诊断学的发展提供了强有力的工具，将会使新基因的发现、基因诊断、药物筛选、给药个性化等方面取得重大突破，为整个人类社会带来深刻广泛的变革。
该技术被评为1998年度世界十大科技进展之一。
（1）它包括基因芯片、蛋白芯片及芯片实验室三大领域。
基因芯片(Genechip)又称DNA芯片(DNAChip)。
它是在基因探针的基础上研制出的，所谓基因探针只是一段人工合成的碱基序列，在探针上连接一些可检测的物质，根据碱基互补的原理，利用基因探针到基因混合物中识别特定基因。
它将大量探针分子固定于支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强度及分布来进行分析。
蛋白质芯片与基因芯片的基本原理相同，但它利用的不是碱基配对而是抗体与抗原结合的特异性即免疫反应来检测。
生物芯片技术的最新研究进展
生物芯片技术的最新研究进展生物芯片技术是一种以微电子技术为基础，将微型芯片与生物分子相结合的高科技产物。
它可以更加快速、精确地进行生物大分子的检测和分析，广泛应用于基因芯片、蛋白芯片、细胞芯片等领域。
随着生物芯片技术的不断发展，其研究领域和应用范围也越来越广泛。
最新的研究成果之一是通过生物芯片技术实现的多种生物分子检测。
例如，基因芯片可以快速检测癌症、糖尿病等复杂疾病的基因变化，以帮助医生更好地制定治疗方案。
而蛋白芯片则可以检测现有药物的治疗效果和副作用，为药物研发提供更加精确的数据支持。
此外，通过细胞芯片可以对细胞的生长、分化和死亡等进行实时监测，可用于支持新药的开发研究。
除了对生物分子进行检测以外，生物芯片技术还可以应用于环境污染和食品安全领域。
例如，将特定的重金属和污染物质与生物检测系统结合，可以快速、准确地检测出环境中的有害物质。
而在食品安全领域，生物芯片技术能够检测出食品中存在的有害物质和微生物，提供更加全面的食品质量控制保障。
此外，生物芯片技术还可以应用于新药研发和医学诊疗领域。
例如，通过基因芯片技术可以了解疾病的基因表达变化和遗传基础，加速新药的研究和开发。
在医学诊疗领域，药物代谢芯片可以帮助医生更好地理解患者的基因型和表现型，以优化治疗方案。
同时，生物芯片技术还与医疗器械的发展紧密相关。
例如，通过生物芯片技术可以实现医疗器械的自主诊断和监测，使得患者的健康状况得到更好的控制和管理。
近年来，生物芯片技术也逐渐应用于人工智能、互联网等方面，与其他前沿技术相互融合，形成交叉学科的新兴领域。
然而，生物芯片技术目前仍面临着一些挑战。
例如，生物芯片技术的研究需要多个不同学科的专家协同工作，这要求研究人员各方面的知识和技能都具备，并能够承担较大的团队合作压力。
此外，生物芯片技术的研究成本较高，需要投入大量的资金和时间。
这就要求研究者具备耐心和勇气，始终追求技术创新和突破。
总的来说，生物芯片技术是一个快速发展的领域，具有广泛的应用前景。
生物芯片技术在生物学研究与医学应用中的进展
生物芯片技术在生物学研究与医学应用中的进展生物芯片是一种集成了多种生物学功能于一体的微型化系统，在生物学研究与医学应用领域中具有广泛的应用前景。
自20世纪90年代初，生物芯片技术逐渐兴起至今，已取得了一系列重要的进展。
一、生物芯片技术的基本原理生物芯片技术的基本原理是利用微观制造技术制造出具有特定功能的微小芯片，通过微流控技术将生物样本输入芯片，再利用集成的光学或电化学检测系统，实现对生物分子、细胞、组织等物质的快速检测与分析。
二、生物芯片技术在生物学研究中的应用1.基因芯片技术基因芯片是一种可同时检测多个基因表达水平的芯片，它可以在短时间内对成千上万个基因进行高通量筛查。
在基因功能研究中，基因芯片技术可用于探究各个基因在不同生物状态和环境信号下的表达模式，从而了解基因调控网络。
同时，基因芯片技术也可用于疾病诊断和个性化治疗方案的制定，为临床医学提供了有力的支撑。
2.蛋白芯片技术蛋白芯片是一种可同时检测多种蛋白质的芯片，可以在高通量的条件下进行多蛋白质间的相互作用和信号传递研究。
在生物学研究中，蛋白芯片技术可用于疾病分子机制的研究，进一步认识疾病的发生、发展和转归，为疾病诊断和治疗提供指导意义。
3.细胞芯片技术细胞芯片是一种可将细胞移植到芯片上进行培养、观察、操控的芯片，能够对细胞行为进行定量化研究。
在细胞生物学研究中，细胞芯片技术可用于探究不同因素对细胞活动的影响，及其在分子机制层面上的作用机制。
三、生物芯片技术在医学应用中的应用1.基因诊断基因芯片技术可以快速、准确地检测基因序列的变异和表达差异，进一步诊断出遗传性疾病和乳腺癌等疾病的基因突变，并对患者制定个性化治疗方案。
2.蛋白质诊断蛋白芯片技术可以检测血清、尿液等生物样本中的蛋白质水平，对诊断癌症、感染、免疫性疾病等疾病具有很大的帮助作用。
3.药物筛选生物芯片技术可以利用细胞芯片来筛选新药物的作用效果，进一步发现新的药物靶点和药效。
四、生物芯片技术面临的挑战生物芯片技术面临的主要挑战之一是芯片数据的处理和挖掘。
生物芯片技术的应用于生物学研究
生物芯片技术的应用于生物学研究生物芯片技术是一种利用微电子制造技术和材料科学技术来制造高通量、高密度、高灵敏度的芯片，通过集成光、电、机、生物等多学科技术，实现对大量复杂生物分子信息的快速、准确检测、识别和分析的现代生命科学技术。
该技术已经被广泛应用于基因组学、蛋白质组学、代谢组学以及癌症、心血管疾病、感染性疾病、遗传疾病等疾病的诊断和治疗等方面。
一、生物芯片技术的发展历程自20世纪60年代以来，随着计算机技术、光学技术、微电子技术、材料科学技术等多学科技术的迅猛发展，生物芯片技术得到了突破性的进展。
1975年，美国史丹福大学教授Stephen Fodor 发明了第一种基于光影写入原理的DNA芯片技术，标志着生物芯片技术的诞生。
20世纪80年代，生物芯片技术逐渐应用于肿瘤、病毒、遗传疾病等研究领域。
90年代，生物芯片技术以其高通量检测、高效率分析、多参数检测和自动化等特点，已经成为生物学界和医学界的研究热点之一。
二、生物芯片技术的应用领域1.基因芯片技术的应用基因芯片是利用生物芯片技术研制的一种高通量基因分析平台，能够同时检测几千到几万个基因，并在短时间内分析基因表达和基因功能等信息。
基因芯片技术广泛应用于基因组学、疾病诊断和治疗、新药研发和环境污染监测等领域。
例如，基因芯片技术可以应用于癌症诊断和治疗。
癌症病人的基因芯片分析结果可以帮助医生确定病人的病情和疾病阶段，并选择最适合病人的治疗方法。
另外，基因芯片技术还可以应用于农业生产中，检测农作物的品种、抗病性、耐旱性等特性，提高农作物的产量和品质。
2.蛋白芯片技术的应用蛋白芯片技术是一种能够大规模快速检测蛋白质相互作用、酶活性、亚细胞定位、免疫诊断等功能的技术。
该技术广泛应用于疾病的诊断和治疗、新药研发等领域。
例如，在药物筛选中，蛋白芯片技术可以用于评估药物与靶蛋白的相互作用，提高药物的研发效率和准确性。
此外，蛋白芯片技术还可以用于检测病毒和细菌感染，诊断和治疗心血管疾病等疾病。
生物医学工程中的生物芯片技术研究进展
生物医学工程中的生物芯片技术研究进展生物芯片技术是当前生物医学工程领域中备受关注的重要分支。
随着基因组学、蛋白质组学、细胞信号通路及其他科学领域的发展，该技术已被广泛应用于癌症诊断、基因筛查、药物开发、环境污染检测等多个领域。
本文将就生物芯片技术的研究进展、应用现状及其未来发展做一简要分析。
一、生物芯片技术的研究进展生物芯片技术是一种基于微型流体与微电子学相结合的技术，主要用于在芯片上固定一组生物分子，并在芯片上感测这些生物分子与样品中靶物质的相互作用。
目前，生物芯片技术主要分为两类：基于DNA的芯片和基于蛋白质的芯片。
基于DNA的芯片是利用DNA序列互补碱基配对的特点，将DNA探针固定在芯片表面，并对应样品中的DNA靶分子进行杂交检测。
最早的基于DNA的芯片主要用于基因表达的研究，随着技术的不断发展，基于DNA的芯片逐渐应用于临床病理学、基因组学和癌症检测等多个领域。
基于蛋白质的芯片技术是利用特定的化学结合方式将蛋白固定在芯片表面，并通过荧光或化学标记等方法感测样品中的蛋白质靶分子。
基于蛋白质的芯片技术主要应用于蛋白质芯片、酶促抗体芯片等多个领域。
二、生物芯片技术的前景应用生物芯片技术具有广泛的应用前景。
目前，最多的应用领域是癌症诊断和治疗。
通过对肿瘤组织或血样中的RNA或DNA进行筛查，可以迅速发现癌症，并及时给出治疗建议。
在基因芯片方面，可以迅速鉴定肿瘤基因的表达谱，为肿瘤治疗提供丰富的信息。
在药物研发中，生物芯片技术可以大幅降低新药研发的时间和成本，为药物发现提供强有力的支持。
此外，生物芯片技术也可以应用于环境检测、食品安全检测、基因功能研究等多个领域。
三、生物芯片技术的未来发展方向随着人类对生命科学的研究不断深入，对生物芯片技术的需求也将持续增加。
未来发展方向则主要集中在以下几个方面：一是开发新的芯片平台，提高芯片的探测灵敏度和特异性，拓展其应用领域；二是注重信息处理的技术创新，通过算法和拟相学习，发展生物芯片成为高度精准的诊断工具；三是实现芯片的自主化，增加芯片的样品处理能力与操作简易性，提高生物芯片应用的可靠性和效率。
生物芯片技术的应用研究与发展
生物芯片技术的应用研究与发展生物芯片技术是一种融合了生物学和微电子学的新兴技术，它可以将生物分析、检测、诊断与治疗等应用集成在一个小型芯片中。
随着生物芯片技术的不断发展和成熟，它在生命科学、医学、农业等领域的应用逐渐广泛起来，具有巨大的应用潜力和市场前景。
首先，生物芯片技术在基础生物研究中发挥着重要作用。
传统的生物实验往往需要大量的时间、人力和资源，而使用生物芯片技术可以实现高通量、高灵敏度和高精确度的生物样本分析。
通过生物芯片技术，研究人员可以同时检测大量的生物分子，如基因、蛋白质和代谢产物等，从而加速科学研究的进展。
其次，生物芯片技术在医学诊断与治疗中有着广泛的应用前景。
传统的临床诊断往往需要进行繁琐的实验室检测，而生物芯片技术可以将多种生物标志物的检测集成在一个芯片上，实现快速、精准的病理诊断。
此外，生物芯片技术还可以用于个体化治疗，通过检测患者的基因型和表型信息，为患者提供个性化的治疗方案，提高治疗效果，减少药物副作用。
再次，生物芯片技术在农业领域的应用也具有广阔前景。
传统的农业生产往往依赖于经验和大量的人工劳动，而生物芯片技术可以实现对农作物和畜禽的快速、高效的检测和监测。
通过检测农作物的遗传信息、生长环境和病虫害情况等，可以实现农作物的品种鉴定、种植管理和病虫害防控的智能化，提高农业生产的效益和质量。
最后，生物芯片技术还具有广泛的应用于环境监测和食品安全等领域。
生物芯片技术可以实现对水体、土壤、空气等环境样品中的污染物的快速、高通量的检测和分析，为环境保护和生态建设提供重要的技术支持。
此外，生物芯片技术还可以用于食品安全领域，通过检测食品中的有害物质和食品的真实性和安全性，保障人民群众的饮食健康和生命安全。
综上所述，生物芯片技术在生命科学、医学、农业和环境保护等领域具有广泛的应用前景。
随着生物芯片技术的不断发展和成熟，它将为人类的健康和生活带来巨大的改变，推动社会的进步和发展。
因此，我们应该加大对生物芯片技术的研究与发展力度，推动其在各个领域的应用，实现科技与生活的良性互动。
生物芯片论文
生物芯片(林贤和 11111122)摘要: 生物芯片技术是国际上近年来发展起来的一门高新技术，具有高通量、高信息量、快速、所需样品少等优点，已经成为科学研究的热点之一。
本文介绍生物芯片的概念、生物芯片的种类及其应用、生物芯片的制作、生物芯片的研究开发方向等方面内容。
概念:生物芯片是根据生物分子间特异相互作用的原理，将生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对DNA、RNA、多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量快速检测。
狭义的生物芯片是指包括在固相载体（如硅片、玻璃、塑料和尼龙膜等）上的高密度 DNA、蛋白质、细胞等生物活性物质的微阵列，主要包括 cDNA微阵列、寡核苷酸微阵列和蛋白质微阵列。
这些微阵列是由生物活性物质以点阵的形式有序地固定在固相载体上形成的。
在一定的条件下进行生化反应，反应结果用化学荧光法、酶标法、同位毒法显示，再用扫描仪等光学仪器进行数据采集，最后通过专门的计算机软件进行数据分析。
种类及其应用:生物芯片主要分为分析生物芯片、芯片实验室、生物计算机芯片。
分析生物芯片又分基因芯片、蛋白质芯片、组织芯片、细胞芯片和其它芯片。
•基因芯片: 又称为寡核苷酸探针微阵列，它是基于核酸探针互补杂交技术原理而研制的。
它使待分析样品通过与芯片中已知碱基顺序的DNA片段互补杂交，从而确定样品中的核酸序列和性质，并对基因表达的量及其特性进行分析。
基因芯片是生物芯片技术中发展最成熟和最先实现商品化的产品，它和我们日常所说的计算机芯片非常相似，只不过高度集成的不是半导体管，而是成千上万的网格状密集排列的基因探针，通过已知碱基顺序的 DNA片段，来结合碱基互补序列的单链 DNA，从而确定相应的序列，通过这种方式来识别异常基因或其产物等。
基因芯片主要应用于基因差异表达分析和基因鉴定，DNA测序、基因突变及多态性扫描，肿瘤的发生、分型与诊断，基因组的比较及细菌学、病毒学等的多项研究中。
•蛋白质芯片: 它与基因芯片的原理类似，只是芯片上固定的分子是蛋白质(如抗原或抗体等)，而且，检测的原理是依据蛋白分子、蛋白与核酸、蛋白与其他分子的相互作用。
生物芯片技术的原理与研究进展
生物芯片技术的原理与研究进展生物芯片技术是一种将微型电子技术与生物学研究相结合的新型交叉学科技术。
生物芯片技术在不断地发展与进步，被广泛地应用于生物学、生物医学、遗传学、药理学等领域。
本文将介绍生物芯片技术的原理与研究进展。
一、生物芯片技术的原理生物芯片技术是一种利用微电子制造技术和生物学技术相结合的技术，其核心是基于微观尺度上的生物分子识别与操纵。
生物芯片技术的核心组成部分包括芯片基础材料、生物传感器、信号检测和数据分析等。
1. 芯片基础材料：芯片基础材料是整个芯片技术的基础，主要包括玻璃、硅晶圆、聚合物等，这些材料能够提供一个适宜的生物反应环境，保证生物反应的稳定性和准确性。
2. 生物传感器：生物传感器是生物芯片技术的核心组成部分，主要包括生物分子和固定基质。
生物分子通常是一些生物识别分子，例如酶、蛋白质、抗体等，它们能够与目标生物分子相互作用。
固定基质通常是芯片表面的化学分子，它们能够与生物分子结合形成生物反应固定体系，形成生物传感器。
3. 信号检测：当生物分子与固定基质发生反应后，会产生一定的信号，通过检测信号可以分析生物分子的反应情况。
信号的检测方法多种多样，例如荧光检测、电化学检测等。
4. 数据分析：生物芯片技术生产数据的产生要求数据分析的支持，科学家需要对大量的数据进行分析来得出各种结果。
生物芯片技术的数据分析需要借助大数据分析科技来辅助完成。
二、生物芯片技术的研究进展生物芯片技术的发展已经有二十多年的历史，经过不断的发展与改进，其应用领域和技术层次已经得到了显著的拓展。
1. 应用于生物检测：生物芯片技术在基因检测、环境监测、药物筛选等领域的应用蓬勃发展。
例如利用基因芯片技术可以同时检测数十万种基因的表达状态，通过大量基因数据的分析，可以揭示由遗传变异导致发生的人类疾病及其机理等。
2. 应用于实现新型抗体搜寻：生物芯片技术将基絮化学合成技术应用到了抗体研究中，在生产抗体的过程中，生物芯片技术的研究成果为研究人员提供了能够开创性地改进抗体特异性和亲和力的解决办法。
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生物芯片研究进展摘要生物芯片是切采用生物技术制备或应用于生物技术的微处理器是便携式生物化学分析器的核心技术。
通过对微加工获得的微米结构作生物化学处理能使成千上万个与生命相关的信息集成在一块厘米见方的芯片上。
生物芯片发展的最终目标是将从样品制备、化学反应到检测的整个生化分析过程集成化以获得所谓的微型全分析系统或称缩微芯片实验室。
生物芯片技术的出现将会给生命科学、医学、化学、新药开发、生物武器战争、司法鉴定、食品和环境卫生监督等领域带来一场革命。
本文主要阐述了生物芯片技术种类和应用方面的近期研究进展。
关键词生物芯片，疾病诊断，研究运用，基因表达基因芯片的种类基因芯片产生的基础则是分子生物学、微电子技术、高分子化学合成技术、激光技术和计算机科学的发展及其有机结合。
根据基因芯片制造过程中主要技术的区别，下面主要介绍四类基因芯片。
一、光引导原位合成技术生产寡聚核苷酸微阵列开发并掌握这一技术的是Affymetrix公司，Affymetrix采用了照相平板印刷技术技术结合光引导原位寡聚核苷酸合成技术制作DNA芯片，生产过程同电子芯片的生产过程十分相似。
采用这种技术生产的基因芯片可以达到1×106/cm2的微探针排列密度，能够在一片1厘米多见方的片基上排列几百万个寡聚核苷酸探针。
原位合成法主要为光引导聚合技术（Light-directed synthesis），它不仅可用于寡聚核苷酸的合成，也可用于合成寡肽分子。
光引导聚合技术是照相平板印刷技术（photolithography）与传统的核酸、多肽固相合成技术相结合的产物。
半导体技术中曾使用照相平板技术法在半导体硅片上制作微型电子线路。
固相合成技术是当前多肽、核酸人工合成中普遍使用的方法，技术成熟且已实现自动化。
二者的结合为合成高密度核酸探针及短肽列阵提供了一条快捷的途径。
Affymetrix公司已有诊断用基因芯片成品上市，根据用途可以分为三大类，分别为基因表达芯片、基因多态性分析芯片和疾病诊断芯片，基因表达分析芯片和基因多态性分析芯片主要用于研究机构和生物制药公司，可以用来寻找新基因、基因测序、疾病基因研究、基因制药研究、新药筛选等许多领域，Affymetrix公司主要生产通用寡聚核苷酸芯片；疾病诊断芯片则主要用于医学临床诊断，包括各种遗传病和肿瘤等，目前Affymetrix公司生产三种商品化诊断芯片，分别为p53基因突变诊断芯片、艾滋病病毒基因基因突变诊断芯片和细胞色素P450基因突变诊断芯片。
二、微电子芯片Nanogen开发了多位点电控阵列并含独立可寻址检测区域的微电子基因芯片，其基质全部以硅、锗与基础的半导体材料，在其上构建25-400个微铂电极位点，各位点可由计算机独立或组合控制。
无论在芯片制造或成品芯片检测，均可通过相似微电极的电场变化来使核酸结合，引入“电子严谨度”参数使芯片检测通过靶、探针序列特征和使用者要求来控制杂交过程中的严格性。
这种微电子基因芯片具有以下优点：1．电场定位过程能选择性地转运带电荷DNA分子，通过每个微电极位点的电场正负、强弱变化，能准确有效地随意调控芯片表面的核酸，既可将核酸结合在微电极位点上，也可以使核酸转运出来。
2．通过电场变化能加快DNA杂交速率，通过导入正电场后，可以大大加快待测核酸同已知探针的结合速率，减少了杂交反应时间，同普通的“被动”杂交反应的几小时相比，这种“主动”杂交反应仅仅几秒钟就可完成。
另外电场变化又可有效地去除未结合游离分子，减少未结合荧光信号干扰。
3．通过电子严谨度可有效地控制杂交过程中的错配度，杂交错配的程度，对不同的要求上要给以不同的电场就可以符合不同的电子严谨度，这对核酸杂交严格度可以非常灵活地控制，这可以非常准确地进行SNP检测。
三、微量点样技术目前大部分生产基因芯片的公司都是使用这一方法，采用了先进更加微量的点样技术，可以点更加微量的探针。
这种方法生产的芯片上探针不受探针分子大小种类的限制，能够灵活机动地根据使用者的要求制作出符合目的的芯片。
由于同时有生产和检测仪器出售，使拥护能够根据自己的需要制作相应的芯片，并且价格较低，所以近期内国内将会有一定的市场。
生产这种设备的公司有很多，象美国的Genomicsolutions公司、英国的BioRobotics公司、美国的Cartesian公司和加拿大的Engineering公司等。
对于微量点样技术生产的基因芯片来说从仪器组成上可以分为点样仪器、杂交装置、检测仪器和分析仪器，点样仪器是否先进决定芯片上的探针密度和结合牢固程度，虽然芯片的探针密度是一个很重要的指标，达到极高密度的探针阵列是许多芯片生产公司梦寐以求的目标，但是具体的点样密度根据使用者的目的来决定，而且还要考虑到随后的杂交和检测过程。
衡量点样装置有几个比较重要的指标，如仪器整体设计、功能多样性、芯片基质多样性、点样稳定性、点样速度、点样密度等等。
点阵器一般采用实心或空心点样针，点样方式有非接触喷点（inkjet printing）和接触点样（Contact printing）两种方式。
目前，有两种非接触喷点技术用于DNA点样，一种是用压电晶体将液体从孔中喷出的压电技术（piezoelectric technology），喷滴大小一般为50-500pl；另一种为注射器螺线管技术（syringe-solenoid technology），这种技术是通过高分辨率注射器泵和微螺线管阀门有机结合起来精确控制滴液的。
检测仪器也是一个重要的限制条件，如果检测仪器的分辨率不高，那么即使点样仪器制造出了很高密度的芯片也没有用，对高密度的芯片通常使用激光共聚焦显微镜和高性能的冷却CCD，二者各有利弊，须根据要求综合衡量。
显色和分析测定方法主要为荧光法，目前正在发展的方法有质谱法、化学发光法、光导纤维法等。
以荧光法为例，当前主要的检测手段是激光共聚焦显微扫描技术和高性能的冷却CCD，以便于对高密度探针阵列每个位点的荧光强度进行定量分析。
因为探针与样品完全正常配对时所产生的荧光信号强度是具有单个或两个错配碱基探针的5-35倍，所以对荧光信号强度精确测定是实现检测特异性的基础。
分析仪器从硬件上说只是一部高性能的计算机，但其中最重要的是分析软件，如果只是进行简单的检测或科学实验，待测样品所要分析的基因很少很简单，采用直观的观察就可以得出结论，但对于大量的基因分析或是临床检验人员使用就需要有全面智能化的分析软件辅助，这样还需要考虑到软件的升级。
四、其他技术主要是美国NIH、Caliper公司和Orchidbio公司等，Orchidbio公司研制了一种毛细管微流泵芯片，在边长2英寸的芯片上集成了144个微室，分别由流入孔、反应室、循环管和废液流出孔组成，这种芯片不但可以用于基因诊断和分析，还可用于合成化学，利用芯片的微指结构，Caliper公司的芯片可以用作细胞分选器，能够利用血细胞体积和变形性等特点可以很容易地把红细胞和白细胞分开，NIH研制微型芯片反应器可以很快地完成一系列生化反应应用方面一、生物制药领域各大药厂和生物技术公司将会使用基因芯片发现筛选新药等。
采用基因芯片技术，可以大大加快人类基因组计划的工作进度，例如用于基因测序、基因表达检测和新的遗传标志如SNP定位等，这对寻找新的功能基因、寻找新的药物作用靶点和开发新的基因药物具有重要意义。
采用基因芯片可以进行超乎以前想象的工作量来检测不同物种、不同组织、不同病种、不同处理条件下的基因表达改变，从而知道开发具有不同用途的的诊断试剂盒。
新药在实验阶段必须通过人体安全性实验，就必须观察药物对人基因表达的影响，由于并不知道药物对那一种基因起作用，就必须对已知所有或一定范围内的基因表达都进行检测，采用基因芯片可以迅速而准确地完成这一任务，美国Tularick公司曾开发出一种用于新药，能够显著地降低低密度脂蛋白-一种能引起血管硬化的物质，随后Tularick公司的科研人员采用Syntini公司的基因芯片研究了这种新药对人体细胞基因表达的影响，发现它能显著地改变细胞的基因表达图谱，十分类似有又一种毒性反应，Tularick公司只好终止了这种药物的研发，由此公司节省了大量的投资。
二、医学诊断1、在优生方面，目前知道有600多种遗传疾病与基因有关。
妇女在妊娠早期用DNA芯片做基因诊断，可以避免许多遗传疾病的发生。
2、在疾病诊断方面，由于大部分疾病与基因有关，而且往往与多基因有关，因而，利用DNA芯片可以寻找基因与疾病的相关性，从而研制出相应的药物和提出新的治疗方法。
DNA 芯片的高密度信息量和并行处理器的优点不仅使多基因分析成为可能，而且保证了诊断的高效、廉价、快速和简便。
3、应用于器官移植、组织移植、细胞移植方面的基因配型，如HLA分型。
4、病原体诊断，如细菌和病毒鉴定、耐药基因的鉴定。
5、在环境对人体的影响方面，已知花粉过敏等人体对环境的反应都与基因有关。
若对与环境污染相关的200多个基因进行全面监测，将对生态环境控制及人类健康有重要意义。
6、在法医学方面，DNA芯片比早先的DNA指纹鉴定更进一步，它不仅可做基因鉴定，而且可以通过DNA中包含的生命信息描绘生命体的脸型长相外貌特征。
这种检验常用于灾难事故后鉴定尸体身份以及鉴定父母和子女之间的血缘关系。
三、最新研究进展1、Nat.Biotech.：开发出单芯片基因合成新法新的基因合成方法可使蛋白质表达最优化。
在合成生物学与生物技术中，定制基因序列的可靠性和成本效益对于相关应用是至关重要的。
尽管脱氧核糖核酸（DNA）微阵列对于基因合成的短寡核苷酸池也是一个划算的来源，但是这些复杂混合物必须经过放大和正确的组装。
一项最近的研究描述了一种方法，即将30个基因（或基因变异池）合成在一个单芯片上。
美国科学家报告说，一轮的合成与选择能够成功鉴别出那些具有人们所渴望的属性的基因变异，例如最佳的表达水平。
在这项新的研究中，美国北卡罗来纳州杜克大学的Jiayuan Quan和同事进行了等温的基因巧合以及链置换扩增反应，以同时扩大和释放60-mer的寡核苷酸，随后他们利用聚合酶循环组装在0.5kb～1kb的基因中建立了重叠产物。
为了方便，这些反应都在芯片上以及相同的反应混合物中进行；假性的寡核苷酸杂化通过将芯片细分为针对每个基因的单独的阱而得到最小化。
其产物随后通过芯片外聚合酶链反应（PCR）而进一步被放大。
研究人员还开发出了一种质量控制程序，从而使错误合成基因（在一次变性复性循环后形成错配的双链单位）的亚族群能够被错配特定内切酶所分开。
然而，由于变异的错配可能性，这一程序的一个局限在于它只适用于合成单一基因，而不是一组密切相关的基因变异的混合库。
这种基因合成方法随后被应用到优化转基因表达，除了强启动子序列外，这还要求适当的密码子使用。