生物芯片的基本原理
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。
生物芯片技术原理
生物芯片技术原理生物芯片技术是一种在微型芯片上集成了生物学实验室所需基本组件的技术，它允许在单个芯片上进行高通量、高灵敏度和高可重复性的生物分子检测。
生物芯片技术在基因组学、蛋白质组学等领域具有广泛的应用前景。
生物芯片技术可分为两类：基于DNA和RNA的芯片和基于蛋白质的芯片。
本文将主要介绍基于DNA和RNA的芯片。
DNA芯片技术主要用于基因表达的研究。
其基本原理是在芯片表面上固定一系列已知基因序列的DNA探针，通过杂交实验检测样品中的核酸是否与探针杂交，从而实现对基因表达水平的分析。
生物芯片技术的主要流程包括样品处理、芯片制备、试验操作和数据分析。
一、样品处理：样品处理是整个实验中最为关键的一步。
主要包括RNA/DNA提取、放大、标记、杂交等。
样品的选择和质量的好坏决定了分析结果的准确性和可重复性。
二、芯片制备：芯片制备的主要步骤包括芯片表面处理、探针的合成和连接、芯片包覆等。
芯片表面的化学修饰能够改变探针的亲和性和特异性，从而优化芯片的检测性能。
三、试验操作：试验操作包括芯片杂交、成像和数据获取等。
芯片样品通过加热和振动使样品中的RNA/DNA与芯片上的探针结合，随后将样品从芯片上洗掉并用成像仪或扫描仪获得芯片上的图像数据。
四、数据分析：数据分析是生物芯片技术中最为繁琐和复杂的一个环节。
数据分析主要有三个方面：首先是图像预处理，包括背景校准、排除异常值等；其次是数据提取，包括简单或复杂的数据处理和统计分析；最后是结果呈现，通常通过聚类、差异表达分析等手段对结果进行可视化展示。
生物芯片技术具有样品需求量小、实验周期短、重现性强等优点。
它在医学、农业、环境保护等领域有着广泛的应用，如基因突变、疾病诊断、药物筛选、农作物育种、环境污染检测等领域。
近年来，生物芯片技术已经得到了广泛的应用和发展。
在医学方面，生物芯片技术被广泛应用于疾病的早期诊断、疗效评估和药物筛选等方面。
生物芯片技术也能从基因水平为疾病的发生与发展提供关键信息，对于个体化医疗有着巨大的潜力。
生物芯片技术
生物芯片技术生物芯片技术是一种集成了多种生物学功能的微型芯片，被广泛应用于医学、生物学研究和临床诊断等领域。
本文将探讨生物芯片技术的原理、应用和未来发展方向。
一、生物芯片技术的原理生物芯片技术基于生物与微电子学的交叉领域，使用微纳米加工技术在芯片上集成生物分子、细胞或组织等生物学实体。
生物芯片的核心是传感器，可以对复杂的生物过程进行高效、高通量的检测和分析。
在生物芯片中，常见的传感器包括光学传感器、电化学传感器和生物分子互作传感器等。
光学传感器利用光的特性进行信号检测，电化学传感器则基于电流和电位的变化，而生物分子互作传感器通过生物分子之间的互作反应来获得信号。
这些传感器与微流控系统等结合，实现了对样品的灵敏检测和操控。
二、生物芯片技术的应用1. 医学领域生物芯片技术可以应用于疾病的早期诊断、治疗监测和个性化医疗等方面。
例如，基于生物芯片的癌症早期诊断可以通过检测微量的肿瘤标志物来实现，提高了癌症的早期发现率。
另外，生物芯片还可用于药物筛选和临床药物监测，帮助医生选择合适的药物治疗方案。
2. 生物学研究生物芯片技术在基因组学、蛋白质组学和细胞生物学等领域也有广泛应用。
通过生物芯片可以快速高通量地检测上千个基因或蛋白质的表达水平，帮助揭示细胞信号传导、基因调控和蛋白质互作等机制。
此外，生物芯片还可以应用于病毒检测、疫苗研发和转基因技术等领域。
3. 环境监测生物芯片技术在环境监测中也有广泛应用。
通过将特定的生物传感器集成到芯片上，可以对水质、空气质量和土壤污染等进行实时监测和分析。
生物芯片的高灵敏度和高速度使得环境监测更加准确和高效。
三、生物芯片技术的未来发展随着技术的不断进步，生物芯片技术有望在以下几个方面得到进一步发展。
1. 单细胞分析目前的生物芯片多数是基于大量样本的分析，而随着单细胞技术的不断完善，未来的生物芯片有望实现对单个细胞进行高通量的分析。
这将有助于我们更好地了解细胞的异质性和发展过程。
生物芯片的原理及应用
生物芯片的原理及应用生物芯片（Biochip）是一种具有微小尺寸的芯片，可以用于生物分析和生物诊断。
生物芯片的原理是将生物分析的技术和微电子技术相结合，通过微加工技术将生物分子携带的信息载体（例如DNA、RNA）固定在芯片表面的微小区域上，然后利用这些分子与特定的生物样品进行相互作用，通过检测分子之间的相互作用来实现对生物样品进行分析和诊断。
生物芯片可以分为两类：基于DNA的生物芯片和基于蛋白质的生物芯片。
基于DNA的生物芯片主要应用于基因分析和基因诊断，可以实现对大量基因的快速检测和分析。
而基于蛋白质的生物芯片主要应用于蛋白质相互作用的研究和蛋白质组学的高通量分析。
这两类生物芯片均适用于基因工程、生物医学研究、药物筛选等领域。
生物芯片的应用非常广泛。
在基因分析领域，生物芯片可以同步检测数万个基因，加快基因测序和基因变异的发现，为研究基因与疾病之间的关系提供了有力的工具。
例如，通过生物芯片可以对癌症患者的基因表达谱进行分析，从而帮助医生确定治疗方案。
在疾病诊断领域，生物芯片可以快速、准确地检测病原体（如细菌、病毒等）的存在，为临床医学提供了重要的辅助手段。
例如，通过生物芯片可以检测病毒的种类和数量，从而帮助医生进行感染性疾病的诊断和治疗。
除了基因分析和疾病诊断，生物芯片还可以用于药物研发和毒性测试。
生物芯片可以模拟人体器官的功能，通过外界刺激来观察药物对机体的影响，从而筛选出具有潜在药效的化合物，加快新药的开发速度。
此外，生物芯片还可以用于研究环境污染、农业育种和食品安全等领域。
然而，生物芯片的应用还面临一些挑战。
首先，生物芯片的制作需要复杂的微加工工艺，成本较高。
其次，生物芯片在与生物样品相互作用的过程中容易受到杂质的干扰，从而影响分析结果的准确性。
另外，生物芯片的数据处理和分析需要专业的知识和软件支持，对研究人员的要求较高。
综上所述，生物芯片是一种用于生物分析和生物诊断的技术工具，其原理是将生物分子固定在芯片上，并与特定样品进行相互作用来实现分析和诊断。
生物芯片的原理
生物芯片的原理
生物芯片是一种能够在微小芯片上进行生物学实验的技术，其原理主要涉及到生物分子的特异性识别和信号检测两个方面。
生物芯片的原理如下：
1、特异性识别：生物芯片上通常预先固定有一系列的生物分子，例如DNA、RNA、蛋白质、抗体等。
当待检测样品中含有与这些生物分子相匹配的分子时，它们会与芯片上的生物分子发生特异性结合，形成一种被称为生物互作用的事件。
2、信号检测：生物互作用事件会产生一定的信号，例如荧光、电化学信号、微小的重量变化等。
生物芯片会利用一些特定的检测器件或技术对这些信号进行检测和分析，以获得样品中生物分子的定量或定性信息。
生物芯片的实现需要涉及到许多基础科学和工程技术，例如微纳加工技术、生物分子固定化技术、信号检测技术等。
生物芯片具有高通量、高灵敏度、高选择性、可重复性好等优点，已经在基因检测、癌症诊断、药物筛选等领域得到了广泛应用。
生物芯片技术及应用案例
生物芯片技术及应用案例生物芯片技术，是指将生物样品、试剂、反应体系、检测设备等整合在一起，通过微流控芯片的方式来进行生物分析的技术。
这项技术在生物医学、生物学、医药等领域有着广泛应用，成为了目前世界上最重要的生物分析技术之一。
下面，我们将介绍生物芯片技术的原理、分类以及应用案例。
一、生物芯片技术的原理生物芯片技术的核心是微流控芯片。
微流控芯片是一种微小的、通常不超过数平方厘米的芯片，上面可以加工出合适的微小通道和反应室，以进行基因检测、蛋白质检测、细胞分析、生物检测等生物分析。
微流控芯片被称为“实验室缩小版”，其设计和制造与普通集成电路芯片类似，可以通过板式制作、光刻和微加工技术等方式来制造。
生物芯片技术的基本流程包括样品预处理、芯片离体反应、信号检测和数据分析。
样品预处理包括样品的收集、提取、纯化、分离等处理工作；芯片离体反应包括反应体系的加入、混合和储存等操作；信号检测包括荧光、融合事件、电学等多种方式；数据分析包括各种生物信息学、统计学等技术。
二、生物芯片技术的分类生物芯片技术有很多分类方式，其中最常见的分类方式是根据反应物的类型和探测方法的不同分为基因芯片、蛋白质芯片和细胞芯片。
基因芯片是检测基因表达水平的芯片，用于研究基因表达谱、基因调控、疾病诊断和新药研发等。
蛋白质芯片是检测蛋白质含量、功能和相互作用的芯片，用于研究蛋白质组学、蛋白质表达、相互作用和酶学等研究。
细胞芯片则是用于细胞行为、表型和功能的检测，用于制药、生物医学、细胞工程和组织工程等领域。
三、生物芯片技术的应用案例生物芯片技术的应用场景非常广泛，包括疾病诊断、新药研发、生物制药、食品安全等。
下面将介绍几个典型的应用案例。
1.基因芯片在癌症诊断方面的应用基因芯片在癌症诊断方面的应用已经得到了广泛的研究和应用。
例如，在早期肺癌的诊断中，使用基因芯片可以检测出一些早期的肺癌指标，如ceRNA 的微观RNA信号。
这项技术具有操作简单、快速、灵敏度高等优点，不仅可以用于肺癌的早期筛查，还可以用于其他肿瘤的筛查和诊断。
生物芯片技术的基本原理及其应用研究
生物芯片技术的基本原理及其应用研究生物芯片技术是把微小的生物反应器放在一个芯片上，利用微处理器、传感器等设备进行信息处理和控制生物反应。
生物芯片技术的应用范围十分广泛，在研究医学、生物学、环境科学等领域有着非常重要的地位。
本文将介绍生物芯片技术的基本原理和应用研究。
一、生物芯片技术的基本原理生物芯片技术基于微电子技术和生物学的结合，它的基本原理是将生物样品按一定规律分布在芯片上，并在芯片上指定区域附上所需生物分子或其他化合物，通过反应体系，观察其反应过程，实现对样品检测、分析的目的。
生物芯片技术主要分为DNA芯片和蛋白质芯片两大类。
DNA芯片能同时测定上万个基因在某种情况下的表达水平，即可透过分析反应结果得出生物体内的基因表达基本情况。
而蛋白质芯片则是用于寻找新的药物靶点、研究蛋白质的结构和功能等。
二、生物芯片技术的应用研究生物芯片技术的应用十分广泛，它已成为现代生物学、医学、环境科学等领域的一项重要技术。
1. 基因表达研究DNA芯片技术的应用逐渐被广泛采用在基因表达研究领域。
通过测量在不同组织和环境下的基因表达水平，可以透过分析反应结果得出生物体内的基因表达基本情况，从而有助于揭示生物体内各个基因在不同环境下的作用机制，有助于找到导致疾病的基因变异，为疾病的诊断和治疗提供依据。
2. 新药研制蛋白质芯片技术可用于寻找新的药物靶点。
这是通过在芯片表面修饰多肽分子或蛋白质结构确定的一种高通量筛选技术。
它能够快速鉴别不同化合物与多种蛋白质之间的相互作用，从而能够对抗癌、感染性疾病和自身免疫性疾病等疾病的药物开发提供有力的支持。
3. 诊断和治疗生物芯片还可以用于疾病的诊断和治疗。
例如，通过检测体内的抗体和抗原结合关系，可以发现人体是否感染某种病毒等。
同时，接合强效药物输送系统可避免药物送达病灶过程中的流失和分解。
由此，生物芯片技术可以帮助诊断和治疗疾病，为人类健康保健提供了新的方法和途径。
4. 毒理学研究生物芯片技术还可以应用于毒理学研究。
生物传感器与生物芯片
生物传感器与生物芯片生物传感器和生物芯片是近年来生物技术领域的重要研究方向。
生物传感器是一种能够将生物学信号转化为可观测信号的设备，而生物芯片则是将生物传感器集成在微小芯片上，具有更高的灵敏度和集成度。
本文将重点介绍生物传感器和生物芯片的原理、应用以及未来发展趋势。
一、生物传感器的原理生物传感器是一种通过生物分子识别、信号转导和信号检测等步骤，将生物学过程转换为电化学信号或光学信号的装置。
其主要原理包括生物识别元件、转换元件和检测元件。
生物识别元件一般选择具有特异性结合能力的生物分子，如抗体、酶和核酸等，用于与目标生物分子发生特异性相互作用。
转换元件将生物识别反应转化为电化学信号或光学信号。
常用的转换元件包括电极、荧光染料和表面等离子共振等。
检测元件用于测量转换后的信号，并将信号转换为数字信号进行分析和处理。
二、生物传感器的应用1. 医学诊断生物传感器在医学诊断领域中具有重要应用。
它们可以用于检测血糖、血压、心率等生理指标，提供及时准确的诊断结果。
同时，生物传感器还可以用于检测生物标志物，如癌症标志物和感染性疾病标志物，辅助医生进行疾病诊断和治疗。
2. 环境监测生物传感器用于环境监测领域可以实时检测污染物浓度、水质和空气质量等环境指标。
例如，利用微生物传感器可以检测水中有机污染物和重金属离子，提高环境监测的准确性和灵敏度。
3. 食品安全通过生物传感技术可以实现食品安全的快速检测，提高食品安全水平。
生物传感器可以检测食品中的有害物质和微生物，如重金属、农药残留和致病菌等，确保食品质量。
三、生物芯片的原理生物芯片是将多种生物传感器集成在微小的芯片上，以实现多通道、高灵敏度和高通量的生物检测。
生物芯片的原理主要包括芯片设计、样品处理和信号检测等步骤。
芯片设计是将多种传感器和样品处理单元布置在芯片上，以实现多通道检测。
通过合理的设计，可以提高芯片的灵敏度和检测效率。
样品处理是对待测样品进行预处理，以提高检测的准确性和可靠性。
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第二章生物芯片的基本原理§ 2.1 生物芯片的基本概念一般而言，我们所指的芯片是以硅晶体为材料制造的用来存储信息、进行科学计算等用途的半导体器件，如各种计算机芯片。
硅芯片是通过电路高低电平来表示逻辑1或逻辑0，不同的0，1组合可以代表自然界的一切信息，从而方便存储。
生物电子芯片与硅芯片有很大的相似之处。
20世纪70年代，人们发现脱氧核糖核酸（DNA, Deoxyribonucleic acid）处于不同的状态可以代表信息的存在或没有信息。
这一发现引起科学家们的极大兴趣，科学家们立即投身到生物电子元件这一研究领域[1]。
80年代初，国际上提出了“生物芯片”这一概念，形象地把微电子集成电路技术与生物活性分子功能结合，提出构建具有生物活性的能够获取存储信息并进行处理和传输的微生物构件（微功能单元），以达到仿生信息处理的目的。
在此基础上诞生了“分子电子学”。
90年代以来，在美国硅谷又兴起了研究和开发“生物芯片”的热潮[1][2]。
这一“生物芯片”的概念是指运用大规模集成电路的光刻技术以及生物分子的自组装技术，在一微小芯片上组装成千上万个不同生物分子（DNA，蛋白质，多肽，细胞等）微阵列，实现生物分子信息的快速、并行、大规模检测[1][3]。
芯片分析的实质是在面积不大的基片表面上有序地点阵排列了一系列固定于一定位置的可寻址的识别分子。
结合或反应在相同条件下进行。
反应结果用同位素、化学荧光法、化学发光法或酶标法显示，然后用精密的扫描仪或CCD摄像技术记录。
通过计算机软件分析，综合成可读的IC总信息[3][4][5]。
芯片分析实际上也是传感器分析的组合。
芯片点阵中的每一个单元微点都是一个传感器的探头[6]。
所以传感器技术的精髓往往都被应用于芯片的发展。
阵列检测可以大大提高检测效率，减少工作量，增加可比性。
所以芯片技术也是传感器技术的发展。
生物芯片的概念来自计算机芯片，但是到90年代初以后，在人类基因组计划的推动下，才得以迅速发展起来。
由于最初的生物芯片主要目标是用于DNA 序列的测定，基因表达谱鉴定(gene expression profile comparison)和基因突变的检测和分析，所以它又被称为DNA 芯片或基因芯片[1][7]。
但目前这一技术已派生出蛋白质芯片(protein chip)、细胞芯片(cell chip)、药物筛选芯片(drug screening chip)、微缩芯片实验室(lab-on-chip)等多种不同功用的芯片，并已扩展至免疫反应、受体结合等非核酸领域。
所以按现状改称“生物芯片”更能符合发展的趋势。
生物芯片分析的过程一般来说包括图2.1所示的一些步骤。
90年代的生物分析芯片技术是随着人类基因组研究迅速发展起来的。
人类基因组计划的目标是2005年完成对30亿个人体基因组DNA 碱基的序列测定，现在通过使用更高级的毛细管阵列测序仪和商业操作，使该计划有望提前完成。
1999年4月，美国赛莱拉Celera Genomics 公司宣称，他们已经用不同的方法，完成了解读人体遗传密码的工作，现正将它们组合成正确的次序[8]。
2000年6月26日，美、英、法、德、日、中等国科学家一同宣布，人类基因组工作草图已经绘制完成[9]。
随着后基因组时代（post-genome era ）的到来，研究者的工作重心从基因组结构方面的研究转向了基因组功能的研究。
疾病的研究也转向发病机理方面，及向疾病易样品处理 →目标分子富集 →图2.1 生物芯片分析步骤 转录→文库制备增扩→标记数据处理芯片制作→配体点阵及固定化放射显影光 化 学电 化 学活 性酶促反应 ↓综合信息分析检测 洗涤 分子间反应或杂交 → → → ↓感性研究转移。
由于上述所有研究都与庞大的DNA信息以及蛋白质信息密切相关，而要处理和比较如此庞大的数据，应用传统的建立在电泳基础上的基因表达、序列测定、突变和多态性检测等研究方法，如mRNA DD和RDA就显得力不从心，迫切需要全新高效的检测手段。
生物芯片技术于是应运而生，它是微电子技术和生物基因技术相结合的产物[10][11][12][13]。
生物芯片利用微电子和其他一些微细加工工艺，如光学掩模光刻技术(photolithography)、反应离子刻蚀(ion etching)、微注入模塑和聚合膜浇注法等和生物分子自组装技术，把成千上万个不同生物分子集中在一小片基质上，把玻璃、塑料、硅片等不同基质材料上加出用于生物样品制备、反应、检测的微结构。
将生命科学研究中不连续的分析过程，如样品制备、化学反应和定性、定量检测等连续化、微型化，以尽量减少空间，加快速度，实现生物分析系统的微型化和芯片化[14][15]。
上述分析过程中的某一步或几步微型化集成到一块芯片上就能获得具有特殊功能的生物芯片，如用于样品制备的针对DNA分析的细胞过滤器芯片和介电电泳芯片[16][17]；用于基因突变检测和基因表达测序的DNA微阵列芯片[18]；用于药物筛选的高通量微米反应池芯片[13]。
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(micro total analytical system)或称缩微芯片实验室(laboratory on a chip)。
§2.2 生物芯片的分类生物芯片的形式多种多样。
按基质材料分有尼龙膜、玻璃片、塑料、硅胶晶片、微型磁珠等；以检测的生物信号分，有核酸、蛋白质、生物组织碎片等；按工作原理分类，则有杂交型、合成型、连接型、亲和识别型等[3][5]，还有分为被动式生物芯片、电场式主动生物芯片、电磁式生物芯片等[19]。
常用的生物芯片一般分为基因芯片、蛋白质芯片、芯片实验室三大类。
而现在很多都是按其功能分，有以下常用芯片[19] [20][21][22]：样品制备芯片、PCR芯片、毛细管电泳芯片、生物电子芯片、药物筛选芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、疾病诊断芯片（肝炎芯片Hepatitis Chip、白血病芯片Leukemia Chip、肺结核芯片TB chip等）、血气检测芯片、多糖芯片、神经元芯片、芯片实验室等。
§2.3 几种生物芯片的有关进展1、样品制备芯片(sample preparation chip)针对DNA分析，其制备过程通常要经过细胞分离、破胞、脱蛋白等多方面的工作，最后得到纯度足够高的待检DNA[23]。
目前在细胞分离方法上较突出的有过滤分离(根据生物颗粒的尺寸差异进行分离)和介电电泳分离(利用在芯片上所施加的高频非均匀电场使不同的细胞内诱导出偶电极，导致细胞受不同的介电力作用，从而把它们从样品中分离出来)等；芯片中的破胞方法有芯片升温破胞、变压脉冲破胞，以及化学破胞等。
在捕获DNA方面，Cepheid公司应用湿法蚀刻和反应离子蚀刻/等离子蚀刻等工艺在硅片上加工出含有5000个高200微米直径20微米的具有细柱式结构的DNA萃取芯片，专门用于DNA的萃取[24]。
2、PCR芯片(PCR chip)由于目前所用检测仪器的灵敏度还不够高，因此从样品中提取的DNA在标记和应用前仍需用PCR(polymerase chain reaction)这样的扩增复制技术复制几十万乃至上百万个相同的DNA片段[20]。
一般PCR芯片的设计思路如图2.2所示，检测的原理是利用基因扩增及序列确定，可同时进行多项检测，由光纤光谱仪和微机分析能准确、灵敏、快速、可靠地确定其特定序列。
国内南京益来基因医学有Array限公司[25]报道的PCR芯片采用汽浴控温进行PCR反应，并与固相微阵列探针进行杂交，通过对杂交信号的分析得到检测结果。
他们的PCR芯片操作系统采用基因扩增、杂交、结图2.2PCR芯片设计思路果分析一体化，操作简便，只需10几分钟。
基因只需扩增至pg数量级，相应的减少了试剂如Taq酶的用量，且采用二维扫描方式，基因杂交时可不标记。
目前，在芯片中进行核酸扩增反应获得成功的有宾夕法尼亚大学研究小组，美国劳伦斯-利物摩国家实验室和Perkin-Elmer公司[3]。
宾夕法尼亚大学研究小组所做的扩增反应都是在硅－玻璃芯片中进行的，芯片的外部加热和冷却采用的是计算机控制的帕尔帖电-热器。
在对芯片表面进行惰性处理后，亦即在硅片表面生长一层2000埃的氧化硅之后，他们成功地在硅-玻璃芯片中完成了一系列不同的核酸扩增反应，例如RT-PCR、LCR、多重PCR和DOP-PCR。
由劳伦斯-利物摩国家实验室加工的硅芯片所采用的加热方式是芯片内置的薄膜多晶硅加热套，其升降温的速度很快。
Perkin-Elmer公司的PCR反应则是在塑料芯片上完成的。
伦敦帝国理工大学的研究者研制了一种样品可在不同温度的恒温区间内连续流动的PCR芯片。
上述所有工作都是用事先提纯了的DNA或RNA作为扩增反应的底物来完成的[26]。
为了将样品制备和扩增反应集成为一体，宾夕法尼亚大学研究小组最近成功地在坝式微过滤芯片中直接对分离所得的人白细胞通过升温方式胞解后所释放的DNA进行了扩增，这是世界上首例将样品制备和扩增反应集成为一体的研究成果。
3、检测芯片①毛细管电泳芯片(CE chip)[3]毛细管电泳(capillary electrophoresis)是1983年由杜邦公司的Pace开发出来的。
随后，瑞士的Ciba-Geigy公司和加拿大的Alberta大学合作利用玻璃芯片毛细管电泳完成了对寡核苷酸(oligonucleotide)的分离。
首次用芯片毛细管阵列电泳检测DNA突变和对DNA进行测序的工作是由加利福尼亚大学伯格利分校Mathies领导的研究小组完成的。
通过在芯片上加上高压直流电，他们在近两分钟的时间内便完成了从118bp 到1353bp的许多DNA片段的快速分离。
此外，Mathies的小组与劳伦斯-利物摩国家实验室Nothrup的研究小组合作，报道了首例将核酸扩增反应与芯片毛细管电泳集成为一体所作的多重PCR检测工作。
宾夕法尼亚大学Wilding的小组与Ramsey的小组一道用芯片毛细管电泳对芯片中扩增得到的用于杜鑫-贝克肌萎缩诊断的多条DNA片段进行分离也获得了成功。
其他用芯片毛细管电泳检测突变的外国公司和学术机构有Perkin-Elmer公司、Caliper Technologies公司、Aclara Biosciences公司和麻省理工等。
②DNA突变检测芯片(mutation study chip)DNA之所以能进行杂交是因为核苷A和T、G和C可同时以氢键结合互补成对。
许多经典的分子生物学方法如桑格DNA测序法(Sanger sequencing)和PCR等都是以此为基础的。