生物芯片及应用简介
生物芯片技术简介及应用
生物芯片技术简介及应用一、生物芯片概念生物芯片（biochip）是指通过微加工技术，将生物大分子如核酸片段、多肽分子甚至细胞，组织切片等生物样品，有序地固化于支持物表面，然后与已标记的探针杂交，通过特定仪器如激光共聚焦显微扫描仪或电荷偶联元件（charge-coupled device，CCD）等对杂交信号的强度进行快速、并行、高效的检测，再经计算机分析和处理数据，从而获得相关生物信息。
由于常用玻片或硅片作为固相支持物，其与半导体芯片都有高度集成的特点，故称之为生物芯片。
生物芯片技术是20世纪90年代中期以来影响最深远的科技进展之一，是集生物学、物理学、化学、微电子学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术。
由于该技术可将大量的探针同时固定于固相支持物上，所以一次可以对大量的生物分子进行检测，从而解决了传统生物学分析方法复杂、自动化程度低、检测物数量少（通量低）等不足。
另外，通过设计不同的阵列、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”时代基因功能的研究及临床检验诊断学发展提供了强有力的工具。
同一种芯片从不同的角度，可有不同的归类组别和定位。
最为通用的分类方法是根据芯片基片上固定的探针分子不同，将生物芯片分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片和组织芯片等。
二、生物芯片的应用生物芯片技术可广泛应用于疾病诊断和治疗、药物筛选、农作物的优育优选、司法鉴定、食品卫生监督、环境检测、国防、航天等许多领域。
它将为人类认识生命的起源、遗传、发育与进化、为人类疾病的诊断、治疗和预防开辟全新的途径，为生物大分子的全新设计和药物开发中先导化合物的快速筛选和药物基因组学研究提供技术支撑平台。
（一）疾病诊断基因芯片诊断技术以其快速、高效、灵敏、经济、平行化、自动化等特点，已成为一项现代化诊断新技术。
生物芯片应用
生物芯片应用生物芯片是将生物分子和电子芯片技术相结合的一种新型科技产物。
它利用微纳技术将生物分子修饰在芯片表面，然后通过光信号、电信号等来观测和分析生物体内的生物分子，实现生物体内信息的高通量、高灵敏度、动态监测和无损测量。
生物芯片广泛应用于医学诊断、基因组学研究、药物筛选等领域，对促进人类健康和生物科学研究具有重要意义。
生物芯片在医学诊断领域的应用是最为广泛和重要的。
通过生物芯片技术，可以检测和分析血清中的各种生物标志物，如蛋白质、核酸等，从而实现早期疾病的检测和诊断。
生物芯片可以通过一小滴血液即可进行多项检测，准确度高、速度快，对于疾病的早期预警和治疗起到了重要作用。
此外，生物芯片还可以用于肿瘤标记物检测、感染性疾病的检测和追踪等方面，为临床医学提供了更加全面和精确的诊断手段。
基因组学研究是生物芯片的另一个重要应用领域。
通过生物芯片技术，可以实现基因的高通量测序和表达谱特征的分析。
生物芯片可以将上万种基因芯片固定在一块玻璃芯片上，通过基因芯片上的探针与被检测样品中的DNA或RNA结合，然后通过荧光信号或电信号等来观测和分析基因的表达特征。
通过生物芯片技术，可以快速、准确地获得大量的基因表达谱数据，研究基因与疾病之间的关系，为疾病的诊断和治疗提供了重要的科学依据。
药物筛选是生物芯片的另一个应用领域。
生物芯片可以将数百种药物样品固定在芯片表面，然后通过与生物样本中的特定生物分子相互作用，观测药物和生物分子之间的相互关系，进而筛选出具有高效、低毒副作用的药物候选物。
通过生物芯片技术，可以加快药物筛选的速度和效率，节省研究经费和时间，为新药的研发和应用提供了重要的技术手段。
总的来说，生物芯片是一种集生物学和电子学技术于一体的新型科技产物，具有高通量、高灵敏度、动态监测和无损测量等优点。
生物芯片广泛应用于医学诊断、基因组学研究、药物筛选等领域，对于促进人类健康和生物科学研究具有重要的意义。
随着技术的不断进步，相信生物芯片在未来将会有更加广阔的应用前景。
生物芯片技术及其在医学上的应用
生物芯片技术及其在医学上的应用近年来，随着生物芯片技术的高速发展，其在医学领域中的应用越来越广泛。
生物芯片技术是指将微小的生物材料固定在芯片的表面上，以探测生物分子、细胞或组织的一种技术手段。
它的优势在于快速、准确、高通量和高灵敏度，被广泛应用于高通量基因分型、蛋白质鉴定、细胞生物分析、药物筛选、立体图像构建等领域。
一、生物芯片技术生物芯片技术是指使用微电子技术制造出小型芯片，在芯片上通过精巧的设计排列多个生物分子检测元件，可同时进行大量生物学实验，并可快速记录和分析实验结果，极大地提高了实验效率。
其中，常用的生物芯片技术有基因芯片技术、蛋白质芯片技术和细胞芯片技术。
1.基因芯片技术基因芯片技术是基于DNA、RNA的芯片技术，用于同步探测及分析大量基因DNA序列的表达情况，从而了解不同组织、不同状态下基因表达水平的变化，并寻找与特定疾病有关的基因表达水平的差异。
它的快速高通量的处理能力可为全基因组表达分析、基因突变筛查、SNP检测、基因亚型鉴定、疾病识别、药物靶标发现和新药研究等提供有力的支持。
2.蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术是利用固相法在玻片、滤膜、微球或微芯片的表面上制备一系列纯化的特异性或全长的蛋白质样品阵列，用于快速大规模地筛选靶蛋白质，分析蛋白质相互作用、酶活性或某些组分与特定蛋白质的结合能力等。
它可用于疾病标记物的检测和筛选、蛋白功能鉴定、蛋白特异性鉴别、药物筛选等方面。
3.细胞芯片技术细胞芯片技术是利用微流控技术制作微小的通道和微型反应器，在芯片上实现细胞的悬浮、培养和观测等操作。
它可应用于各种组织细胞的轻松快捷的分离、单细胞的提取、测序和分析，可推广到药物筛选和个性化医疗等领域。
二、生物芯片技术在医学上的应用生物芯片技术的高通量、高灵敏度、高可靠性和高通用性，使其成为了医学领域中的重要工具，可应用于诊断、预后分析、治疗方案的制定和药物研究等方面。
1.疾病诊断和预后分析基因芯片技术可用于疾病的早期诊断，如乳腺癌、卵巢癌、肾癌、直肠癌等癌症的检测。
芯片技术在生物学中的应用
芯片技术在生物学中的应用近年来，随着芯片技术的快速发展，它在生物学中的应用也被越来越多的人所关注和利用。
芯片技术在生物学中的应用有很多，下面我们就来逐一了解一下。
一、基因芯片基因芯片又称为DNA芯片或基因表达芯片，主要用于检测一个生物体内所有基因的特异性表达情况。
它的原理是利用基因芯片上的数千万个DNA探针来检测DNA样本和RNA样本之间的互补配对，以确定样本中特定基因的表达水平。
通过分析基因芯片上的大量数据，可以深入了解生物体的基因表达情况，进而研究生物体的发育和疾病等方面的生物学问题。
二、蛋白芯片蛋白芯片是一种用于研究大量蛋白质相互作用的工具。
它主要是通过将数千种不同的蛋白质固定在芯片上，并在其表面连接上荧光标记的物质来进行分析。
而另一种蛋白质就直接连接到荧光标记的物质上。
通过观察荧光信号变化来确定两种蛋白质之间的互作情况。
利用蛋白芯片可以分析大量的蛋白质，从而获得蛋白质的自组装模式和互作方式，有助于进一步深入了解细胞信号转导和代谢再生化途径等生物学问题。
三、细胞芯片细胞芯片主要用于研究细胞表型、功能和信号通路。
它采用一种类似于基因芯片的模式，将大量特定功能的细胞固定在芯片上，这些细胞表现出了不同的表型、功能和基因表达水平等特征。
在芯片上研究细胞的表达水平和功能状态，可以在一定程度上模拟生理和病理状态，并帮助深入了解与各种疾病有关的信号通路和分子机制。
四、微流控芯片微流控芯片是一种能够对微米级小物体进行处理、操作和移动的芯片。
在生物学中，微流控芯片被广泛应用于单细胞操控、分析和处理，它能够分别捕获、操纵和检测微小的单细胞。
另外，利用微流控芯片还可以实现高通量、高度自动化的生物分析，大大提高了生物实验的效率和可靠性。
五、脑电芯片脑电芯片也称为脑机接口芯片，主要用于研究人脑与计算机之间的交互方式。
这种芯片可以通过埋入皮层的微型电极，将脑电信号转换成电脑可读的数字信号，实现人脑与计算机之间的交互。
生物芯片技术的概念和应用
生物芯片技术的概念和应用生物芯片技术是一种通过微电子加工技术制造的能够检测、分析、控制生物分子或细胞的微型化器件。
其研究领域主要涉及生物医学、生物检测、环境监测及生命科学等领域，成为生命科学研究的重要工具。
一、生物芯片技术的原理生物芯片技术利用光学、电学、电化学和微机械等技术制造出微结构，通过这些结构能够实现检测、分析、控制微生物、蛋白质、DNA等生物大分子的功能。
生物芯片技术主要包括基因芯片和蛋白质芯片两种类型。
基因芯片是一种能够同时测量和分析大量基因表达的微型器件，它利用光刻技术制作出了成千上万个DNA探针，用于检测样品中的特异性反应。
蛋白质芯片则是用于检测蛋白质间相互作用的一种微型器件，可以用来研究生物分子间的复杂相互作用，如酶的活性、蛋白质结构和功能等。
二、生物芯片技术的应用1. 生物医学领域生物芯片技术在生物医学领域中得到广泛应用，可以用来研究和诊断各种疾病。
例如，利用基因芯片可以在短时间内测定一个人DNA中的基因表达谱，从而发现罹患某种疾病的风险；利用蛋白质芯片可以测量人体内各种重要蛋白质的水平，从而帮助医生发现患病的机理，研究药物疗效和药物毒性。
2. 生物检测领域生物芯片技术在生物检测领域中也有着广泛的应用，可以用来检测各种污染物、病原体和生物标志物。
例如，利用生物芯片可以检测食品中是否含有农药、重金属等有害物质，还可以利用生物芯片检测水中的细菌和病毒等微生物，从而确保饮用水的安全。
3. 环境监测领域生物芯片技术在环境监测领域也有着广泛的应用，可以用来检测水体、大气、土壤等环境中的各种污染物。
例如，利用生物芯片可以检测空气中的细颗粒物、大气中的有机污染物、水体中的重金属等，从而为环境保护和治理提供重要的技术手段。
三、生物芯片技术的未来发展随着生物芯片技术的发展，其应用范围将会更加广泛。
未来，生物芯片技术将会在“精准医疗”领域中得到广泛应用，可以用来定制个性化医疗方案，提高疗效和减少副作用。
生物芯片技术
FGR
FES
ABL
INT2
PIK3CA
NMYC
AKT2
FGFR1
JUNB
AKT1
KRAS2
CDK4
AR
RDA Protocol
RNA extraction and cDNA preparation from archived tissue specimens(tester and driver) Generation of amplified cDNA fragments (‘amplicons’) Subtractive hybridization of amplicons Enrichment of cDNA fragments from differentially expressed genes
DNA Chip Technology
Solid support (glass, plastic, metal, silicon) Miniaturized array of DNA (genetic material) Work on the biochemical principle of DNA/DNA hybridization Hybridized probes (DNA molecules) are fluorescently labeled
应用之一 基因表达谱（gene expression pattern）
Research Use. Clinical Diagnostic Use.
Biological Sample
Functional Information
One Disease——One Gene Expression Pattern
Prototype AmpliOnc™ I Biochip
生物芯片技术在生命科学中的应用
生物芯片技术在生命科学中的应用随着生命科学的不断发展，越来越多的科学家开始使用新的技术和工具来深入研究生物过程。
其中，生物芯片技术成为一个非常重要的研究工具，可以帮助科学家们更好地了解生命现象，加速新药研发和疾病治疗。
本文将讨论生物芯片技术在生命科学中的应用，分为以下四个方面。
一、基因芯片技术基因芯片技术也被称为DNA微阵列技术。
它是一种用于研究基因表达的高通量技术。
通过将大量的DNA序列固定在芯片上，科学家们可以同时检测成千上万个基因的表达水平。
这种技术可以帮助科学家们更好地了解基因表达在不同发育阶段和疾病状态下的变化，加速新药研发和疾病治疗。
以乳腺癌为例，科学家们可以使用基因芯片技术来分析癌细胞和正常细胞的基因表达差异。
这可以帮助他们了解乳腺癌具体的表达模式，进一步筛选相关治疗药物，并为疾病的早期诊断提供依据。
二、蛋白质芯片技术蛋白质芯片技术可以用于检测成千上万的蛋白质，是高通量蛋白质研究的一种重要工具。
蛋白质芯片技术的工作原理与基因芯片技术相似，只不过使用的是蛋白质而不是DNA。
蛋白质芯片技术可以用于诊断和治疗许多疾病。
例如，科学家们可以利用这种技术来检测某些癌症患者体内的癌细胞表面的蛋白质。
这些蛋白质可以被用作治疗的靶点，从而开发出更有针对性的癌症药物。
三、细胞芯片技术细胞芯片技术可以应用于细胞级别的生物学研究。
细胞芯片技术可以用于检测细胞的质量和数量，并可以通过细胞工程来控制细胞的行为。
这种技术可以帮助科学家们研究细胞分裂、细胞代谢、细胞死亡等生物学过程。
例如，在药物发现方面，科学家们可以使用这种技术来筛选合适的药物。
如果药物能够与目标细胞结合并产生积极的响应，那么该药物就会被认为是有潜力的候选药物。
四、病毒芯片技术病毒芯片技术可以用于检测病毒的存在和类型。
这种技术适用于检测许多病毒性疾病。
例如，通过检测病人的体液，科学家们可以确定病毒的类型和数量，并根据这些信息制定治疗方案。
同时，病毒芯片技术也可以帮助科学家们了解病毒的工作原理，从而进一步研究治疗和预防这些疾病的方案。
生物芯片技术及临床应用
副流感病毒
衣原体类 肺炎衣原体
常用检查方法
1、分离与鉴定； 2、抗原检测：免疫荧光； 3、血清学检测特异性抗体
支原体类 肺炎支原体
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呼吸道病毒感染抗体谱检测芯片
（100ul血清，同时检测六项指标）
❖ 肺炎衣原体(CP) IgM
❖ 肺炎支原体(MP ) IgM ❖ 合胞病毒(RSV) IgM ❖ 腺病毒(ADV) IgM ❖ 流感病毒(IV) IgM ❖ 副流感病毒(PIV) IgM
一般引起流感样症状： ❖ 发热（体温高于37.8℃，舌下温度） ❖ 咳嗽和/或喉咙肿痛 重症者可发展为肺炎乃至死亡
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关注呼吸道病毒
❖ 不同地区引起呼吸道感染的病原体可能不同，但目 前缺乏不同地区之间的比较研究
❖ 同一地区不同时间引起呼吸道感染的主要病原体也 不相同，需要及时监测病原体的流行情况
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HP的生物学特性
❖HP 菌株毒力不同。 ❖ 可释放空泡毒素（VacA）和细胞毒素相关蛋
白A（CagA）的菌株，这种HP被称为产毒 型HP。致病力更强!
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HP与疾病的关系
❖ 幽门螺杆菌是慢性活动性胃炎的主要原因，是 慢性萎缩性胃炎和胃溃疡的重要元凶，与胃癌 发生关系密切，已被世界卫生组织（WHO） 列为胃癌的第一类致癌因子。
❖ 美国CDC统计的肺炎和流感导致的死亡比例
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近几年国内流行性报道
❖ 武汉大学中南医院报道，2008年5月至2009年4月间因呼吸 道疾病住院的儿童中感染率最高的为甲型流感病毒、乙型
流感病毒、腺病毒和肺炎支原体 （Peng D. et al.
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生物芯片及应用简介简介生物芯片（biochip）是指采用光导原位合成或微量点样等方法，将大量生物大分子比如核酸片段、多肽分子甚至组织切片、细胞等等生物样品有序地固化于支持物（如玻片、硅片、聚丙烯酰胺凝胶、尼龙膜等载体）的表面，组成密集二维分子排列，然后与已标记的待测生物样品中靶分子杂交，通过特定的仪器比如激光共聚焦扫描或电荷偶联摄影像机（CCD）对杂交信号的强度进行快速、并行、高效地检测分析，从而判断样品中靶分子的数量。
由于常用玻片/硅片作为固相支持物，且在制备过程模拟计算机芯片的制备技术，所以称之为生物芯片技术。
根据芯片上的固定的探针不同，生物芯片包括基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、组织芯片，另外根据原理还有元件型微阵列芯片、通道型微阵列芯片、生物传感芯片等新型生物芯片。
如果芯片上固定的是肽或蛋白，则称为肽芯片或蛋白芯片；如果芯片上固定的分子是寡核苷酸探针或DNA，就是DNA芯片。
由于基因芯片（Genechip）这一专有名词已经被业界的领头羊Affymetrix公司注册专利，因而其他厂家的同类产品通常称为DNA微阵列(DNA Microarray)。
这类产品是目前最重要的一种，有寡核苷酸芯片、cDNA芯片和Genomic芯片之分，包括二种模式：一是将靶DNA固定于支持物上，适合于大量不同靶DNA的分析，二是将大量探针分子固定于支持物上，适合于对同一靶DNA进行不同探针序列的分析。
生物芯片技术是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。
而且，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（Sequencingby 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。
二、应用领域1 基因表达水平的检测用基因芯片进行的表达水平检测可自动、快速地检测出成千上万个基因的表达情况。
Schena等采用拟南芥基因组内共45个基因的cDNA微阵列（其中14个为完全序列，31个为EST），检测该植物的根、叶组织内这些基因的表达水平，用不同颜色的荧光素标记逆转录产物后分别与该微阵列杂交，经激光共聚焦显微扫描，发现该植物根和叶组织中存在26个基因的表达差异，而参与叶绿素合成的CAB1基因在叶组织较根组织表达高500倍。
Schena等用人外周血淋巴细胞的cDNA文库构建一个代表1046个基因的cDNA微阵列，来检测体外培养的T细胞对热休克反应后不同基因表达的差异，发现有5个基因在处理后存在非常明显的高表达，11个基因中度表达增加和6个基因表达明显抑制。
该结果还用荧光素交换标记对照和处理组及RNA印迹方法证实。
在HGP完成之后，用于检测在不同生理、病理条件下的人类所有基因表达变化的基因组芯片为期不远了。
2 基因诊断从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱。
从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。
通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNA信息。
这种基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。
例如Affymetrix公司，把P53基因全长序列和已知突变的探针集成在芯片上，制成P53基因芯片，将在癌症早期诊断中发挥作用。
又如，Heller等构建了96个基因的cDNA微阵，用于检测分析风湿性关节炎（RA）相关的基因，以探讨DNA 芯片在感染性疾病诊断方面的应用。
现在，肝炎病毒检测诊断芯片、结核杆菌耐药性检测芯片、多种恶性肿瘤相关病毒基因芯片等一系列诊断芯片逐步开始进入市场。
基因诊断是基因芯片中最具有商业化价值的应用。
3 药物筛选如何分离和鉴定药的有效成份是目前中药产业和传统的西药开发遇到的重大障碍，基因芯片技术是解决这一障碍的有效手段，它能够大规模地筛选、通用性强，能够从基因水平解释药物的作用机理，即可以利用基因芯片分析用药前后机体的不同组织、器官基因表达的差异。
如果再c DNA表达文库得到的肽库制作肽芯片，则可以从众多的药物成分中筛选到起作用的部分物质。
还有，利用RNA、单链DNA有很大的柔性，能形成复杂的空间结构，更有利与靶分子相结合，可将核酸库中的RNA或单链DNA固定在芯片上，然后与靶蛋白孵育，形成蛋白质-RNA 或蛋白质-DNA复合物，可以筛选特异的药物蛋白或核酸，因此芯片技术和RNA 库的结合在药物筛选中将得到广泛应用。
在寻找HIV药物中，Jellis等用组合化学合成及DNA芯片技术筛选了654536种硫代磷酸八聚核苷酸，并从中确定了具有XXG4XX样结构的抑制物，实验表明，这种筛选物对HIV感染细胞有明显阻断作用。
生物芯片技术使得药物筛选，靶基因鉴别和新药测试的速度大大提高，成本大大降低。
基因芯片药物筛选技术工作目前刚刚起步，美国很多制药公司已开始前期工作，即正在建立表达谱数据库，从而为药物筛选提供各种靶基因及分析手段。
这一技术具有很大的潜在应用价值。
4 个体化医疗临床上，同样药物的剂量对病人甲有效可能对病人乙不起作用，而对病人丙则可能有副作用。
在药物疗效与副作用方面，病人的反应差异很大。
这主要是由于病人遗传学上存在差异（单核苷酸多态性，SNP），导致对药物产生不同的反应。
例如细胞色素P450酶与大约25%广泛使用的药物的代谢有关，如果病人该酶的基因发生突变就会对降压药异喹胍产生明显的副作用，大约5%~10%的高加索人缺乏该酶基因的活性。
现已弄清楚这类基因存在广泛变异，这些变异除对药物产生不同反应外，还与易犯各种疾病如肿瘤、自身免疫病和帕金森病有关。
如果利用基因芯片技术对患者先进行诊断，再开处方，就可对病人实施个体优化治疗。
另一方面，在治疗中，很多同种疾病的具体病因是因人而异的，用药也应因人而异。
例如乙肝有较多亚型，HBV基因的多个位点如S、P及C基因区易发生变异。
若用乙肝病毒基因多态性检测芯片每隔一段时间就检测一次，这对指导用药防止乙肝病毒耐药性很有意义。
又如，现用于治疗AIDS的药物主要是病毒逆转录酶RT和蛋白酶PRO的抑制剂，但在用药3-12月后常出现耐药，其原因是rt、pro基因产生一个或多个点突变。
Rt基因四个常见突变位点是Asp67→Asn、Lys70→Arg、Thr215→Phe、Tyr和Lys219→Glu,四个位点均突变较单一位点突变后对药物的耐受能力成百倍增加。
如将这些基因突变部位的全部序列构建为DNA芯片，则可快速地检测病人是这一个或那一个或多个基因发生突变，从而可对症下药，所以对指导治疗和预后有很大的意义。
5 测序基因芯片利用固定探针与样品进行分子杂交产生的杂交图谱而排列出待测样品的序列，这种测定方法快速而具有十分诱人的前景。
Mark chee等用含135000个寡核苷酸探针的阵列测定了全长为16.6kb的人线粒体基因组序列，准确率达99%。
Hacia等用含有48000个寡核苷酸的高密度微阵列分析了黑猩猩和人BRCA1基因序列差异，结果发现在外显子11约3.4kb长度范围内的核酸序列同源性在98.2%到83.5%之间，提示了二者在进化上的高度相似性。
据未经证实的报道，去年有一种不成熟的生物芯片在15分钟内完成了1．6万个碱基对的测定，96个这样的生物芯片的平行工作，就相当于每天1．47亿个碱基对的分析能力！6 生物信息学研究人类基因组计划（HGP）是人类为了认识自己而进行的一项伟大而影响深远的研究计划。
目前的问题是面对大量的基因或基因片断序列如何研究其功能，只有知道其功能才能真正体现HGP计划的价值--破译人类基因这部天书。
后基因组计划、蛋白组计划、疾病基因组计划等概念就是为实现这一目标而提出的。
基因的功能并不独立的,一个基因表达的上调或者下调往往会影响上游和下游几个基因表达状态的改变，从而进一步引起和这几个基因相关的更多基因的表达模式的改变。
基因之间的这种复杂的相互作用组成了一张交错复杂的立体的关系网。
像过去那样孤立的理解某个基因的功能已经远远不够了，需要我们站在更高的层次全面的理解这种相互关系，全面了解不同个体基因变异、不同组织、不同时间、不同生命状态等的基因表达差异信息，并找出其中规律。
生物信息学将在其中扮演至关重要的角色。
基因芯片技术就是为实现这一环节而建立的，使对个体生物信息进行高速、并行采集和分析成为可能，必将成为未来生物信息学研究中的一个重要信息采集和处理平台，成为基因组信息学研究的主要技术支撑。
比如研究基因生物学功能的最好方式是监测基因在不同组织、不同发育阶段、不同健康状况下在机体中活性的变化。
这是一项非常麻烦的工作，但基因芯片技术可以允许研究人员同时测定成千上万个基因的作用方式，几周内获得的信息用其它方法需要几年才能得到。
由于人类基因只是地球上几十万种生物基因资源中的一份子,在今后的几十年内,人类将测出所有物种的"基因图谱"。
因此,类似如人类基因组计划的基因研究和生物信息产业,还仅仅是一个起步，其将来的发展前景是无法估量的。
生物芯片作为生物信息学的主要技术支撑和操作平台，其广阔的发展空间就不言而喻。
在实际应用方面，生物芯片技术可广泛应用于疾病诊断和治疗、药物基因组图谱、药物筛选、中药物种鉴定、农作物的优育优选、司法鉴定、食品卫生监督、环境检测、国防等许多领域。
它将为人类认识生命的起源、遗传、发育与进化、为人类疾病的诊断、治疗和防治开辟全新的途径，为生物大分子的全新设计和药物开发中先导化合物的快速筛选和药物基因组学研究提供技术支撑平台，这从我国99年3月国家科学技术部刚起草的《医药生物技术“十五”及2015年规划》中便可见一斑：规划所列十五个关键技术项目中，就有八个项目（基因组学技术、重大疾病相关基因的分离和功能研究、基因药物工程、基因治疗技术、生物信息学技术、组合生物合成技术、新型诊断技术、蛋白质组学和生物芯片技术）要使用生物芯片。
生物芯片技术被单列作为一个专门项目进行规划。