生物工程研究方法
生物工程学的研究进展
生物工程学的研究进展随着社会的发展和科技的进步，生物工程学作为一门交叉性比较强的学科，一直备受关注。
生物工程学是将工程学的原理和方法应用到如生物加工、生物制品生产、环境保护、酶工程、细胞工程、基因工程等方面，以生物技术为主要手段，利用微生物、细胞、组织、器官及其代谢过程发展生产、科学研究、医疗保健等方面的新技术、新工艺的学科。
下面本文将从生物工程学的研究进展、生物制药技术的新进展以及生物工程学的发展趋势三个方面进行介绍。
一、1.代谢工程学代谢工程学是在生物系统中调节代谢通路，以实现对目标产物的高效生产。
代谢工程学已经成为利用生物系统发酵生产化学品和药物的主要方法。
通过遗传技术和生物信息学技术，代谢工程学已经得到了明显的发展。
比如，利用大肠杆菌和酿酒酵母进行工程化改造，用来生产生物乙醇、乳酸、醋酸等化学品，逐渐成为化学工业转型升级的重要手段之一。
2.基因编辑技术基因编辑技术以其高效、精准和可靠的特点，成为生物工程学领域的研究热点。
基因编辑技术可以用于基因组改良，以提高生物合成产物的产量和质量。
在转基因作物育种中，基因编辑技术也具有重要的应用前景，能够缩短育种周期，提高育种效率，开发出更多种植产品。
3.组合式微生物群注射技术(CMIC)CMIC技术是一种利用共生、协同和高度协调的微生物群注射技术，是生物工程学的一项重要研究成果。
CMIC技术可以利用自然界存在的微生物群，用于人体内缺陷的修复和肿瘤治疗等方面。
相比于传统疗法，CMIC技术能够更为有效的抑制肿瘤的发展，促进肿瘤细胞的死亡，对于治疗癌症等疾病有着巨大的潜力。
二、生物制药技术的新进展生物制药技术是指利用生物制品、生化工程等新技术生产的生物药物。
生物制药技术不仅可以减小药品生产对环境的影响，还可以减少对动物实验的依赖。
下面我们对最新的生物制药技术进行简要介绍。
1.基因修饰蚕丝制备药物蚕丝是常见的一种载体制品，具有优异的生物透性、强韧、柔韧性好等优点，令其成为制备医用材料的理想选择。
生物医学工程学的研究方向与应用
生物医学工程学的研究方向与应用生物医学工程学是一门将工程学原理和技术应用于医学和生物学领域的学科。
它涵盖了诸多领域，如生物材料学、生物成像学、生物信号处理、生物建模与仿真等。
在当今的医学和生物学发展中，生物医学工程学的作用越来越重要。
本文将介绍生物医学工程学的研究方向和应用。
一、生物材料学生物材料学是用于制造用于生物医学应用的材料的科学。
研究重点包括用于诊断和治疗的各种材料，如医用聚合物，人工关节和羧甲基纤维素等。
该领域的发展与医学器械的创新密不可分。
例如，可支配和不可支配的医用原材料的研究和开发推动了医疗卫生行业的不断更新，有助于控制和预防各种损伤和疾病。
二、生物成像学生物成像学是生物医学工程学的一个分支，利用各种成像技术，如超声、磁共振成像、放射性核素成像等，帮助医生确定病人健康状况，并研究疾病的发展和诊断方法的改进。
生物成像学的研究内容涵盖了多个领域，如图像处理、数据分析、算法开发和计算机辅助诊断等。
三、生物信号处理生物信号处理主要研究生物信息信号的获取、处理、分析和解释，例如心电图、脑电图、肌电图、血压等。
生物信号处理涉及信号处理技术，如滤波、降噪、时频分析和特征提取。
从这些生物信号中提取的生理参数可用于预测病情或诊断疾病。
例如，心电图可以用于测量心脏的电力活动，以便诊断心脏病。
四、生物建模与仿真生物建模与仿真是一种将动力学、控制、信息理论、数学和计算机科学等多学科技术用于生物学和医学的方法。
通过建模和仿真，将现实世界的生物系统转换为数学或计算机模型，以便进行探索和测试。
生物建模与仿真可用于预测疾病的发展，评估不同治疗方案的效果，并开发新药和疗法。
五、生物医学工程应用生物医学工程学的研究结果已经广泛应用于医疗卫生领域。
例如，通过生物成像技术，医生可以在无需手术的情况下诊断出病情，监测治疗效果。
通过生物材料的设计和制造，医生可以用更加安全和有效的方式进行治疗。
通过生物信号分析，医生可以更准确地测量病人的健康状况，并推断病情。
生物学的研究方法及其应用
生物学的研究方法及其应用生物学是一门研究生命现象的科学，生物学的研究领域非常广泛，包括生命起源、生命进化、遗传学、生理学、生物化学、分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生态学等多个方面。
因此，生物学的研究方法也非常多样化。
本文将从生物学的研究方法及其应用两个方面入手，探讨生物学研究的深度和广度。
一、生物学的研究方法1.观察法观察法是生物学研究中最常用的方法之一。
通过观察生物的形态、结构、行为等特征，来研究生物的性质和规律。
这种方法常用于对一些基本特征的描述和研究，例如对某种生物的形态特征及其分类、不同物种之间的区别等。
另外，观察法也被应用于一些特殊情境下的研究，例如通过观察患者的症状和表现，来研究某种疾病的发生机制。
2.实验法实验法是通过人造环境和条件来模拟原始生物环境，以便去研究生物的性质、结构和功能。
在实验中，研究者可以调节环境因素，例如温度、湿度、光照等，从而观察生物对于这些因素的反应和变化。
实验法被广泛应用于生物学研究中的遗传学、细胞学、生理学、生物化学等领域。
3.调查法调查法是通过收集和分析一些已有的或者已满足要求的数据来进行分析和研究的一种方法。
这种方法可以帮助研究者了解一些与生物相关的变量或者定性的信息。
例如，一个调查可能会收集和分析生物与环境的关系，或者不同群体中生物数量或者分布的变化趋势等信息。
4.计算机模拟法现代计算机技术的提升使得计算机模拟技术成为了生物学研究中重要的手段之一。
这种方法可以帮助研究者通过模拟和分析来预测和研究生物系统的行为以及物理和化学过程的运动和相互作用。
在生物化学和药理学领域中，计算机模拟方法广泛被用于药物设计、分子对接等研究中。
二、生物学的研究应用1.生物技术生物技术是将基础生物学的理论知识与工程技术相结合，来开发和研究生物产品和服务的科学和技术领域。
现如今，许多生物技术产品和服务已经成为人们生活中不可缺少的组成部分。
例如，基因工程技术被用于生产各种新型农作物，生物技术也被广泛应用于保健品、医疗器械、食品加工等领域。
生物环境工程的研究
生物环境工程的研究随着环保意识的提高和人们对生态环境的关注度不断增加，生物环境工程逐渐成为研究和应用的热点领域。
但是，什么是生物环境工程？它研究的重点又是什么呢？生物环境工程是指以生物技术为核心，运用化学、生态学、环境科学等相关学科的方法和手段，为改善和保护环境而开展的一种综合性技术。
简单来说，就是利用生物的天然功能，通过合适的技术手段来降解有害物质、减少污染物排放、恢复自然生态等。
生物环境工程的研究内容非常广泛，涉及到了污染物的识别、降解、治理等方面。
其中，生物降解是其核心研究领域之一。
生物降解是指利用生物（如微生物、植物、动物等）在环境中的自然生态现象，通过合适的技术手段将污染物降解为无害物质的过程。
生物降解具有低成本、高效率等优点。
例如，利用自然界中存在的微生物可以将污染物分解为简单有机物和水，以达到净化环境的目的。
在世界范围内，生物降解技术在废水处理、废气处理、土壤修复等领域得到了广泛的应用。
国内也有许多成功的案例，例如利用植物来治理污水，利用土壤细菌降解有机物质等。
这些都说明了生物环境工程技术在环境治理和保护中的重要作用。
除了生物降解技术，生物膜技术也是生物环境工程中的一个重要分支。
生物膜也叫生物膜反应器，它是利用微生物附着在固定膜表面，通过生物降解作用将废水等污染物去除的一种污水处理技术。
生物膜反应器具有结构简单、操控方便、生物体积负载量高等特点。
可以应用于各种规模的废水处理，特别是针对高浓度污水的处理效果更佳。
生物膜技术的发展已经成为生物环境工程的一个重要方向。
在未来，生物膜技术和生物降解技术的有机结合，会更好地应用于工业废水处理和城市污水处理等领域。
除了上述两个领域，生物环境工程的研究还包括了环境压力下的生态系统稳定性、新型生物材料的开发、生态工程的建设等多个方面。
随着环保建设的深入，生物环境工程的应用前景将会更加广阔。
总的来说，生物环境工程的研究对于保护环境、恢复生态、解决生活污染等问题都起着不可替代的作用。
生物工程与生物技术的前沿问题研究
生物工程与生物技术的前沿问题研究生物技术是在生物学基础上，通过运用生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学、微生物学等多种学科的理论和方法，对生物体进行深入研究的一门学科。
而生物工程是将生物技术应用于农业、医药、环境保护等领域，以改善人类生活质量。
随着生物技术的快速发展，生物工程也逐渐走向成熟，如何在前沿问题上探究研究逐渐引起人们的重视。
一、基因编辑技术随着基因编辑技术的发展，未来很有可能实现对进行基因改造的个体实现精准筛选。
以CRISPR-Cas9为代表的基因编辑技术，其优越的精准性可以让我们更精确地定位和修剪目标基因。
对于基因编辑技术的优化，可以在如何更好地支持Cas9蛋白质导航遗传信息编辑上进行研究。
此外，还可以研究针对基因场效应的新的编辑方式以更好地控制引入的变异次数。
二、蛋白工程技术蛋白工程技术是一种设计、改造、催化和把蛋白质表达出来并化学地修饰的技术。
其中最重要的是设计和改造蛋白质，通过对某一蛋白的特定基团进行改变，使其具有特定功能。
新型蛋白质的研究还可以进一步拓展到人工合成智能蛋白中，利用机器学习、深度学习等技术，让其具有更强的的智能和活性。
三、合成生物学合成生物学是一种新兴的交叉领域，其主要目标是基于理解代谢途径和信号通路来构建和设计新的生物体，并通过各种方法控制和提高目标代谢产物的合成。
合成生物学的研究目前还处于起步阶段，关注重点是如何最好地控制代谢通路和优化生物体细胞线路来生产力定位代谢产物。
四、细胞工程技术细胞工程技术涉及对细胞的形态、结构和机能进行理性研究和调整的技术。
目前一些新型的细胞工程技术可用于治疗哮喘、白血病和心肌梗塞等疾病。
未来怎样利用功能性基因组学和元基因组学的研究成果,进一步挖掘微生物株系中未知的或潜在的代谢路线，推出新的细胞工程方案，将成为细胞工程技术的发展方向。
五、仿生学仿生学是以生物学理论和方法为基础，借鉴现代科技中物理、化学、材料学的各种知识和技术，研究生物体上的结构、形态、性质等，以其为模板，创造出与之类似或更加卓异的机器人、材料等，实现技术和生物的结合。
《生物工程概述》 学历案
《生物工程概述》学历案一、什么是生物工程在当今科技飞速发展的时代，生物工程无疑是一颗璀璨的明星。
那到底什么是生物工程呢？简单来说，生物工程是一门综合了生物学、化学、工程学等多学科知识的领域，它旨在通过对生物体及其细胞、组织、器官等的改造和利用，来解决人类面临的各种问题，创造新的产品和服务。
生物工程不是孤立存在的，它与我们的生活息息相关。
从医疗保健到农业生产，从环境保护到工业制造，生物工程的应用无处不在。
比如，我们常见的疫苗生产，就是生物工程的杰作之一。
通过对微生物的研究和改造，科学家们能够生产出预防各种疾病的疫苗，保护我们的健康。
二、生物工程的主要分支生物工程涵盖了众多的分支领域，每个分支都有其独特的研究重点和应用方向。
1、基因工程基因工程可以说是生物工程中最为核心和关键的分支之一。
它通过对生物体基因的重组、改造和转移，实现对生物性状的定向改变。
例如，科学家们可以将特定的基因导入到农作物中，使其具有抗病虫害、抗逆等优良性状，从而提高农作物的产量和质量。
在医疗领域，基因工程也发挥着重要作用，比如生产胰岛素、生长激素等药物。
2、细胞工程细胞工程则主要关注细胞的培养、改造和融合等技术。
通过细胞工程，我们可以实现细胞的大规模培养，生产出各种生物制品，如抗体、疫苗等。
同时，细胞融合技术还可以创造出新的细胞类型，为疾病的治疗提供新的途径。
3、发酵工程发酵工程利用微生物的生长和代谢活动，生产出各种有用的物质。
常见的发酵产品包括酒精、酱油、酸奶等食品，以及抗生素、维生素等药物。
发酵工程不仅能够提高生产效率，还能够减少环境污染。
4、蛋白质工程蛋白质工程是对蛋白质的结构和功能进行改造和优化。
通过改变蛋白质的氨基酸序列，我们可以设计出具有特定功能的蛋白质，应用于药物研发、工业催化等领域。
5、生物信息学随着生物技术的发展，产生了大量的数据。
生物信息学就是利用计算机技术和数学方法对这些生物数据进行处理和分析，从而揭示生物体内的规律和机制。
微生物代谢工程的研究及应用
微生物代谢工程的研究及应用微生物代谢工程是一门集生物学、化学、计算机科学等多种学科知识于一体的前沿科学技术，通过对微生物基因组和代谢途径的深入研究，提高微生物代谢的能力，增加产物产量，改进代谢路线，使得微生物更高效地完成含氧和无氧条件下的生产工作。
微生物代谢工程在医药、农业、环保、食品、能源等领域都得到广泛应用。
一、微生物代谢工程的研究方法微生物代谢工程的研究方法主要包括基因工程、蛋白质工程、代谢工程、组学等多种技术手段，其中最关键的是代谢工程。
代谢工程是将代谢途径中的重要酶或代谢途径中的某个区间的基因进行改造和调控，从而增强代谢能力和产物的合成能力，减少代谢产物的副产物。
基因工程、蛋白质工程和组学等方法可以从不同角度切入，帮助代谢工程的进一步深入研究和发展。
二、微生物代谢工程的应用领域1. 医药领域微生物代谢工程在医药领域的应用主要包括：制造抗生素、疫苗、蛋白质药物、基因药物等。
微生物可以通过代谢工程改造，使得目标物的产率及纯度大幅提升，同时还可以在生产过程中避免对环境的污染，具有较好的社会效益。
2. 农业领域农业领域是微生物代谢工程的另一个应用领域。
通过微生物代谢工程的研究，可以增加动物饲料的营养价值，如添加乳酸杆菌和酵母，在饲料中含有更多的蛋白质和维生素等，提高了动物的生产性能。
此外，微生物代谢工程还能够直接转化废弃物质制成高附加值的农业生产原料。
3. 环保领域微生物代谢工程在环保领域有着重要的应用价值。
传统的环境治理方法往往需要昂贵的投入和复杂的工艺，而微生物代谢工程则可以针对特定污染物设定代谢途径，通过微生物的自净能力，有效地降解化学污染物，达到环保的目的。
4. 食品领域微生物代谢工程在食品领域的应用大多集中在食品添加剂的研发中。
微生物代谢工程可以通过改造微生物的代谢途径，使其产生适合特定目的的食品添加剂，例如食品酶剂，如体外消化酶、食品构造酶、毒素酶等，从而提高生产效率和降低成本。
5. 能源领域微生物代谢工程在能源领域的应用主要是通过微生物的发酵能力转化来自生物质的能量为生物燃料、氢气等。
生物技术中的生物工程研究
生物技术中的生物工程研究一、生物工程概述生物工程是依据生物科学和工程技术原理，将生物体或其组分通过改变其遗传物质或代谢途径，达到一定目的的一种综合性科学技术。
生物工程研究是指应用生物学和生物技术手段对生物工程问题进行探索解决的研究过程。
生物工程研究可以涉及到利用微生物，动植物细胞及其组织，工程技术手段，改善生物体生存条件和改造生物基因等方面。
二、生物工程的应用生物工程在生物药物研发，生物芯片制备，生物反应器（包括大肠杆菌表达工程和酵母表达工程），生物制品的制造和转基因等方面均得到了广泛应用。
在临床医学领域，生物工程研究已经取得了显著成果。
生物药物如生长激素、EPO、干扰素、白血病干细胞等已经在医学领域得到了极大的应用。
生物芯片作为一种高通量并发细胞生物学的新工具，在癌症治疗，药物筛选和分析方面的研究得到了广泛的应用。
同时，生物反应器已经成为生产抗生素、激素、酶等生物制品的高效工具。
三、生物工程中的生物化学研究生物化学研究在生物工程领域中起到了举足轻重的作用。
生物化学研究主要涉及到生物机制研究、酶工程研究和代谢工程研究。
1.生物机制研究生物机制解析对于指导后续的基因工程和代谢工程有重要意义。
生物机制研究的目的是揭示生物体的生物学特性以及生命活动的相关机理。
在细胞／分子水平上研究微生物生长和发育、代谢途径及信号转导等生物学问题。
2.酶工程研究酶工程研究是指研究酶的结构、功能、工作机制等方面，并应用工程技术方法对酶进行优化改造的研究。
酶工程研究的目的是开发高纯度、高效稳定的新型酶催化体系，使其能适应工业化生产的要求。
3.代谢工程研究代谢工程是在静态或动态生理条件下对微生物进行代谢调控和再设计，从而达到获得所需产物的目的。
代谢工程研究的主要内容包括代谢通路的调控、表达向量的构建、代谢穴位的分析和代谢产物的评价等方面。
四、生物工程中的细胞与分子生物学研究在生物工程领域中，细胞与分子生物学研究是一个重要领域。
生物工程与生命科学研究
生物工程与生命科学研究生命科学是研究生命现象和生命系统的科学，广泛地涉及了生物学、生物医学、生物化学、生态学等多个领域。
在现代科技的发展下，生命科学得以获得前所未有的发展，推动了生物工程技术的全面应用。
生物工程是通过对生物系统的基因、蛋白质等分子水平的研究，以及生物系统功能机制的深入探究，将这些研究成果转化成为能够在工业生产、环境保护、医疗健康、食品营养等各个领域得到具体应用的技术。
生物工程是一门多学科联合的学科，涉及到生物学、化学、物理学、数学、计算机科学等多个领域。
生物工程技术包括基因工程、细胞工程、蛋白质工程、微生物及酶工程等。
现今，生物工程技术已广泛应用于新药和生物制品、基因治疗、生物农业、生物工业、环境处理等各方面，成为推动生物医药、农业、环保等众多领域的重要力量。
基因工程技术，是将人工合成的DNA和真核生物DNA，组成整个生态系统的基因组来构建生物体的遗传物质。
它具有的突出特点是：对基因组进行设计、合成和编辑。
基因工程技术可以扩大某些生物体的产量和防御能力，如生产抗体、制造酵素、生产加工食品等。
此外，基因治疗将成为一种通过编辑基因来修复患病人体组织、细胞和器官的新治疗方法，即将基因嵌入到人体细胞中，通过改变基因的表达方式或加入新的遗传物质来治疗疾病。
细胞工程是指对细胞的功能或组成进行改变的技术，可以用来创建细胞工厂，制造大量生物制品，如多肽、蛋白质、细胞因子等，还可以进行干细胞转化、细胞开发等。
细胞工程还可以用于生产人造细胞、替代损伤的组织、器官再生和治疗癌症。
蛋白质工程则涵盖了生物工程中最广泛的研究领域，涉及到研究和设计新的蛋白质、改造蛋白质的结构、功能及其在生物过程中的作用等。
蛋白质工程技术可以创造新的蛋白质序列，改造已有蛋白质的功能性，甚至可以自主设计具备特定功能的蛋白质。
微生物及酶工程是通过合理利用微生物和酶类的功能特性，学习其代谢规律和代谢途径，培育优良品种并提高其产量，实现生物的工业化生产。
简述生物技术涉及的五大工程及其研究内容
简述生物技术涉及的五大工程及其研究内容一、基因工程基因工程，又称为遗传工程，是利用分子生物学技术，对生物体的遗传物质进行操作和改造，以达到定向改变生物性状和性能的目的。
基因工程的研究内容包括基因克隆与表达、基因突变与功能研究、基因组编辑等。
基因工程在农业、医药、工业等领域有着广泛的应用，如转基因作物、基因治疗、生物制药等。
二、细胞工程细胞工程是指利用细胞生物学和分子生物学技术，对细胞进行培养、改造和繁殖，以获得具有特定性状的细胞或组织。
细胞工程的研究内容包括细胞培养与繁殖、细胞分化与发育、细胞融合与基因转移等。
细胞工程在农业、医学、环保等领域有广泛的应用，如组织工程、干细胞治疗、胚胎工程等。
三、酶工程酶工程是利用酶学和生物化学技术，对酶进行分离、纯化、改造和大规模生产，以获得具有特定催化性能的酶。
酶工程的研究内容包括酶的分离与纯化、酶的改造与定向进化、酶的生产与应用等。
酶工程在工业、医药、环保等领域有广泛的应用，如生物传感器、生物催化、环保治理等。
四、发酵工程发酵工程是指利用微生物的代谢特点和反应机制，通过大规模培养和控制发酵条件，生产出具有特定性能的代谢产物。
发酵工程的研究内容包括微生物的代谢调控、发酵过程优化、发酵产物分离纯化等。
发酵工程在食品、饮料、化工、医药等领域有广泛的应用，如酒精制造、抗生素生产等。
五、蛋白质工程蛋白质工程是指利用分子生物学技术，对蛋白质进行设计和改造，以达到改变蛋白质的性状和性能的目的。
蛋白质工程的研究内容包括蛋白质结构与功能分析、蛋白质设计与合成、蛋白质修饰与改造等。
蛋白质工程在医药、农业、工业等领域有广泛的应用，如抗体药物研发、酶制剂生产等。
总结：生物技术涉及的五大工程各有其独特的研究内容和应用领域，但它们之间也存在相互联系和交叉。
基因工程和细胞工程是其他三大工程的基础，酶工程和发酵工程则分别涉及到生物催化和大规模培养技术，而蛋白质工程则更侧重于蛋白质的设计和改造。
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制作人：李昕 宣任杰 2014级生物工程
什么是基因芯片
基因芯片（又称 DNA 芯片、生物芯片）技术就是顺应这一科学发展要求的产物，它的出现为解决 此类问题提供了光辉的前景。该技术系指将大量（通常每平方厘米点阵密度高于 400 ）探针分子固 定于支持物上后与标记的样品分子进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品 分子的数量和序列信息。通俗地说，就是通过微加工技术 ，将数以万计、乃至百万计的特定序列 的DNA片段（基因探针），有规律地排列固定于2cm2 的硅片、玻片 等支持物上，构成的一个二维 DNA探针阵列，与计算机的电子芯片十分相似，所以被称为基因芯片。合以及激光共聚焦显微技术 的引入。它使得合成、固定高密度的数以万计的探针分子切实可行，而且借助基因芯片激光共聚焦 显微扫描技术使得可以对杂交信号进行实时、灵敏、准确的检测和分析
生物芯片技术主要包括三个基本要 点：芯片方阵的构建、样品的制备 、生物分子反应和信号的检测。1 、芯片制备，先将玻璃片或硅片进 行表面处理，然后使DNA片段或蛋 白质分子按顺序排列在片芯上。样 品制备，生物样品往往是非常复杂 的生物分子混合体，除少数特殊样 品外，一般不能直接与芯片反应。 可将样品进行生物处理，获取其中 的蛋白质或DNA、RNA，并且加以 标记，以提高检测的灵敏度。2、 生物分子反应，芯片上的生物分子 之间的反应是芯片检测的关键一步 。通过选择合适的反应条件使生物 分子间反应处于最佳状况中，减少 生物分子之间的错配比率。3、芯 片信号检测，常用的芯片信号检测 方法是将芯片置入芯片扫描仪中， 通过扫描以获得有关生物信息。
基因芯片(gene chip)的原型是80年代中期提出的。基因芯片的测序原理是 杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测 定的方法，可以用图1来说明。在一块基片表面固定了序列已知的八核苷 酸的探针。当溶液中带有荧光标记的核酸序列TATGCAATCTAG，与基因芯 片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探 针位置，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序 列。
5、现代农业 基因芯片技术可以用来筛选农作物的基因突变，并寻找高产量、抗病虫、抗干旱、抗冷尚待开发。
cDNA基因芯片与靶基因的杂交过程与一般常规 的分子杂交过程基本相同。在基因芯片的杂交 检测中，为了更好的比较不同来源样品的基因 表达差异，或者为了提高基因芯片检测的准确 性和测量范围，通常使用多色荧光技术。即把 不同来源的靶基因用不同激发波长的的荧光探 针来修饰，并同时使它们与基因芯片杂交。通 过比较芯片上不同波长荧光的分布图，可以直 接获得不同样品中基因表达的差异。美国 Nanogen公司提出了一种通过交变电场加速基 因芯片的杂交速度的主动式基因芯片。他们利 用核酸分子所带的负电性质，通过快速反转电 场的极性，使靶基因与探针间产生快速结合和 分离。通过控制电场的大小，使得完全匹配杂 交的核酸分子保留在阵列表面，而非特异性结 合的DNA在电场的作用下与探针分离。这种芯 片的分子杂交速度可缩短至1分钟以下甚至数 秒（cheng et al，1998），因此有较广阔的应 用前景。
基因芯片又称为DNA微阵列(DNA microarray)，可分为三种主要类型：1）固定 在聚合物基片（尼龙膜，硝酸纤维膜等）表 面上的核酸探针或cDNA片段，通常用同位素 标记的靶基因与其杂交，通过放射显影技术 进行检测。这种方法的优点是所需检测设备 与目前分子生物学所用的放射显影技术相一 致,相对比较成熟。但芯片上探针密度不高， 样品和试剂的需求量大，定量检测存在较多 问题。2）用点样法固定在玻璃板上的DNA探 针阵列，通过与荧光标记的靶基因杂交进行 检测。这种方法点阵密度可有较大的提高， 各个探针在表面上的结合量也比较一致，但 在标准化和批量化生产方面仍有不易克服的 困难。3）在玻璃等硬质表面上直接合成的寡 核苷酸探针阵列,与荧光标记的靶基因杂交进 行检测。该方法把微电子光刻技术与DNA化 学合成技术相结合，可以使基因芯片的探针 密度大大提高，减少试剂的用量，实现标准 化和批量化大规模生产，有着十分重要的发 展潜力。
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。基因芯片通过应用平面 微细加工技术和超分子自组装技术，把大量分 子检测单元集成在一个微小的固体基片表面， 可同时对大量的核酸和蛋白质等生物分子实现 高效、快速、低成本的检测和分析。
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1、药物筛选和新药开发
由于所有药物（或兽药）都是直接或间接地通过修饰、改变人类（或相关动物）基因的表达及表达产物的功能而 生效，而芯片技术具有高通量、大规模、平行性地分析基因表达或蛋白质状况（蛋白质芯片）的能力，在药物筛 选方面具有巨大的优势。用芯片作大规模的筛选研究可以省略大量的动物试验甚至临床，缩短药物筛选所用时间 ，提高效率，降低风险
生物芯片技术
芯片与样品制备
生物分子反应
芯片信号检测
基因芯片的制备主要有两种 基本方法，一是在片合成 法，另一种方法是点样法。 在片合成法是基于组合化学 的合成原理,它通过一组定位 模板来决定基片表面上不同 化学单体的偶联位点和次 序。在片合成法制备DNA芯 片的关键是高空间分辨率的 模板定位技术和固相合成化 学技术的精巧结合。目前， 已有多种模板技术用于基因 芯片的在片合成,如光去保护 并行合成法、光刻胶保护合 成法、微流体模板固相合成 技术、分子印章多次压印原 位合成的方法、喷印合成 法。在片合成法可以发挥微 细加工技术的优势，很适合 制作大规模DNA探针阵列芯 片，实现高密度芯片的标准 化和规模化生产。
50%
18%
32%
靶基因的制备需要运用常规手段从细胞和组织中提取模板分子，进行模板的扩增和标记。基 因芯片包括大量探针分子，因此，靶基因样品的制备方法将根据基因芯片的类型和所研究的 对象(如mRNA 、DNA等)而决定。待测样品的标记，主要采用荧光分子。常规标记的过程是通 过在扩增过程中加入含有荧光标记的dNTP（至少一种为荧光标记的），荧光标记的单核苷酸 分子，在转录和复制过程中，被引入新合成的DNA片段。后者变性后，即可与基因芯片上的 微探针阵列进行分子杂交。也可采用末端标记法，直接在引物上标记荧光，对于阵列密度较 小的基因芯片(经常用膜片作为基底)可以用同位素检测法，采用32P标记技术，这样可以运用 现在普通使用的同位素显影技术和仪器。
2、疾病诊断
基因芯片作为一种先进的、大规模、高通量检测技术，应用于疾病的诊断，其优点有以下几个方面：一是高度的 灵敏性和准确性；二是快速简便；三是可同时检测多种疾病。如应用于产前遗传性疾病检查，抽取少许羊水就可 以检测出胎儿是否患有遗传性疾病，同时鉴别的疾病可以达到数十种甚至数百种，这是其他方法所无法替代的
3、环境保护
在环境保护上，基因芯片也广泛的用途，一方面可以快速检测污染微生物或有机化合物对环境、人体、动植物 的污染和危害，同时也能够通过大规模的筛选寻找保护基因，制备防治危害的基因工程药品、或能够治理污染源 以通过DNA指纹对比来鉴定罪犯，未来可以建立全国甚至全世界的DNA指纹 库，到那时以直接在犯罪现场对可能是疑犯留下来的头发、唾液、血液、精液等进行分析，并立刻与DNA罪犯指 纹库系统存储的DNA“指纹”进行比较，以尽快、准确的破案。