芯片技术的应用
芯片技术的应用于消费电子产品
芯片技术的应用于消费电子产品随着现代电子科技的飞速发展，芯片技术已经逐渐成为了现代电子设备中不可或缺的核心部件之一。
对于各种消费级电子产品而言，芯片技术的应用已经成为了提高其性能、降低能耗、提高可靠性的重要手段。
本文将会从以下几个方面来讲述芯片技术在消费电子产品中的应用。
第一章：处理器芯片技术的应用大多数消费级电子产品都需要配备高速处理器芯片才能提供更优秀的性能和用户体验。
处理器芯片是将各个部件组合而成的集成电路，如CPU（中央处理器）等。
处理器芯片在消费级电子产品中的应用极为广泛，例如笔记本电脑、智能手机、平板电脑、智能手表等。
通过实现更高的时钟频率、增加更多的Cores等硬件升级和通过改进算法等软件升级实现更高的性能，并且遵循低功耗的设计模式，在保证性能的同时保持较低的功耗。
第二章：传感器芯片技术的应用传感器芯片是一种直接将信号转换为数字信号的集成芯片，常见的有红外线传感器、温度传感器、光碟传感器、声音传感器等。
这些传感器负责监测各种信息，如温度、湿度、光线强度、声音强度等。
在消费级电子产品中，传感器芯片的应用非常普遍，例如智能家居、智能手环、智能手表、智能车载等等。
这些设备可以通过传感器实现自动调节亮度、自动控制温度、自动消除噪音等等，提供了很多便利。
第三章：Wi-Fi芯片技术的应用Wi-Fi芯片是一种可以实现无线局域网连接的集成芯片，主要包括无线电、调制解调器、网络协议栈等。
在消费级电子产品中，Wi-Fi芯片的应用已经非常普及，例如智能音箱、智能家电、智能手环等。
这些设备利用Wi-Fi技术实现无线连接，使得用户可以方便遥控设备、对设备进行远程管理。
第四章：储存芯片技术的应用储存芯片是一种可以在设备内存中存储数据的集成电路，如动态随机存取存储器（DRAM）、固态硬盘等。
在消费级电子产品中，储存芯片的应用也是非常普遍的，例如智能手机、平板电脑等。
这些设备利用储存芯片实现数据的存储和读写，使得用户可以在设备内进行各种操作。
芯片技术的应用与未来发展方向
芯片技术的应用与未来发展方向一、介绍芯片技术是当今信息时代发展中的重要技术之一。
其应用领域非常广泛，包括计算机、通信、控制、安全、医疗等诸多领域。
本文将介绍芯片技术的应用与未来发展方向。
二、芯片技术的应用1. 计算机和通信计算机和通信是当今最主要的芯片应用领域。
微处理器芯片是计算机的核心。
其中英特尔和AMD是最主要的供应商。
而无线通信芯片的应用也越来越广泛，从手机、智能手表等小型移动设备中，到无人机、自动驾驶汽车等大型机器中，都需要使用芯片技术，来实现数据传输和控制。
2. 控制芯片技术在工业控制领域得到了广泛应用。
由于其高精度、高速度和低功耗的特点，可以实现机器人、自动化生产线、航空航天和智能家居等领域的控制，提高生产效率。
3. 安全芯片技术在安全领域的应用也越来越多。
常见的是在银行卡、身份证、护照等身份证明的芯片上加密信息，以保证信息的安全和防止盗用。
另外，芯片技术也被用于网络安全领域，例如在防火墙、虚拟专用网络和入侵检测等领域。
4. 医疗芯片技术在医疗领域的应用也非常广泛。
例如，可以制作智能药瓶，记录患者的用药情况，并提示用药时间。
同时，在医学影像领域，芯片技术也被用于MRI、CT等设备中，提高了设备的分辨率和图像的清晰度。
此外，芯片技术还可以制作可植入的医疗器械，如心脏起搏器、人工耳蜗等，可以极大地改善病人的生活质量。
三、芯片技术的未来发展方向1. 人工智能未来芯片技术的主要方向之一是人工智能。
人工智能需要具备海量数据处理、高性能计算和实时反应等特点。
为此，未来的芯片技术将会有更高的时钟频率和更多的核心，同时也需要更低的功耗和更高的集成度。
芯片行业需要加强与人工智能的结合，研发出更优秀的人工智能芯片产品。
2. 物联网未来芯片技术的另一个主要方向是物联网。
物联网需要支持多种协议和通信技术，同时要求芯片硬件和软件都具备良好的可扩展性和互操作性。
芯片行业需要将物联网需求与芯片开发结合起来，开发出更加优化的硬件和软件芯片产品。
芯片技术在智能手机中的应用
芯片技术在智能手机中的应用智能手机的快速发展离不开芯片技术的持续创新和应用。
作为移动通信领域的核心技术之一，芯片技术在智能手机中起着至关重要的作用。
本文将以智能手机芯片技术为主线，探讨其在智能手机中的应用，具体分为处理器、存储器、传感器和通信模块四个方面。
一、处理器处理器是智能手机的大脑，负责运行应用程序和处理各种任务。
随着移动互联网和人工智能的迅猛发展，对于处理器的性能和功耗的要求也越来越高。
为了满足用户对高效运行和低功耗的需求，手机芯片制造商采用了先进的制程工艺和架构设计。
目前，ARM架构的处理器在智能手机中占据主导地位，如高通的骁龙系列、苹果的A系列和华为的麒麟系列。
这些处理器不仅拥有强大的计算能力，还通过多核处理、大核小核调度等技术实现了高性能和低功耗的平衡。
二、存储器智能手机存储器的发展经历了从内存卡到固态硬盘的演变过程。
在过去，用户需要单独购买和安装内存卡来扩展手机的存储容量，不方便且易受损。
随着技术进步，手机芯片中集成的存储器容量越来越大，足以满足用户的日常使用需求。
同时，采用闪存技术的固态硬盘使得数据读写速度更快，传输稳定可靠。
如今的智能手机在性能上不断提升，存储器的快速响应和大容量是其关键。
三、传感器智能手机中的传感器是实现各种智能功能的基础。
通过内置的传感器，智能手机可以感知并收集用户的各种信息，如位置、动作、指纹等。
这些传感器包括加速度计、陀螺仪、指纹识别、磁力计、光线传感器等。
例如，加速度计和陀螺仪可以用于实现屏幕旋转、手势识别等功能；指纹识别传感器可以提供更高的安全性和便捷性。
传感器技术的应用使得智能手机更加智能化和人性化。
四、通信模块通信模块是智能手机与外界进行数据交换和联网的关键组件。
在移动通信网络的发展下，智能手机需要支持多种网络制式和频段，如2G、3G、4G、5G等。
手机芯片中集成的通信模块包括基带处理器、射频收发器等。
为了提供更快的网络速度和更稳定的连接，新一代智能手机通信模块的设计越来越精密。
芯片技术的使用方法
芯片技术的使用方法随着科技的不断发展，芯片技术已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
从手机到电脑，从汽车到家电，无不离开芯片的应用。
本文将探讨芯片技术的使用方法，以及它在不同领域中的应用。
一、智能手机中的芯片技术智能手机是芯片技术应用最广泛的领域之一。
在智能手机中，芯片技术起到了核心的作用。
首先，手机的中央处理器（CPU）芯片负责处理各种计算任务，使得手机能够高效地运行各种应用程序。
其次，手机的图形处理器（GPU）芯片则负责处理手机屏幕上的图像，使得我们能够享受到流畅的游戏和高清的视频。
此外，手机中的传感器芯片还能够感知环境，实现自动亮度调节、重力感应等功能。
总而言之，芯片技术使得智能手机能够成为一个功能强大、多样化的工具。
二、汽车中的芯片技术近年来，汽车行业也开始广泛应用芯片技术。
在汽车中，芯片技术不仅能够提升驾驶体验，还能够提高车辆的安全性能。
例如，汽车中的车载娱乐系统和导航系统都需要芯片的支持，使得驾驶者能够享受到高品质的音乐和导航服务。
此外，芯片技术还能够实现车辆的智能驾驶功能，例如自动泊车和自动驾驶等。
通过感知周围环境和处理大量数据，芯片能够使得汽车具备更高的安全性和驾驶便利性。
三、家电中的芯片技术在家庭生活中，芯片技术也发挥着重要的作用。
家电产品如电视、洗衣机、冰箱等都离不开芯片的应用。
芯片技术使得这些家电产品能够更加智能化和便利化。
例如，电视中的芯片技术使得我们能够享受到高清的画面和丰富的娱乐内容。
洗衣机中的芯片技术能够根据衣物的种类和数量来自动调节洗涤程序，提高洗涤效果。
冰箱中的芯片技术能够感知食物的储存状态，并自动调节温度和湿度，延长食物的保鲜期。
芯片技术的应用使得家电产品更加智能化、高效化，为我们的生活带来了便利。
四、医疗领域中的芯片技术芯片技术在医疗领域中也有广泛的应用。
例如，医用芯片能够监测患者的生命体征，如心率、血压等，帮助医生及时掌握患者的健康状况。
此外，芯片技术还能够实现药物的精确输送和控制，提高治疗的效果和安全性。
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。
芯片技术在人工智能领域中的应用
芯片技术在人工智能领域中的应用一、芯片技术简介芯片，也称集成电路，是指在一块单片半导体上集成了数以千计的电子元器件，包括传感器、逻辑门、存储器等，是电子信息技术的基础和核心。
在人工智能领域中，芯片技术的发展对于人工智能的应用有着重要的意义。
二、人工智能与芯片技术人工智能是一种仿真、延伸和拓展人类智能的计算机技术，通过对人类思维的模拟和学习，使计算机获得类似于人的智能能力。
而芯片技术在这一领域中扮演者至关重要的角色。
人工智能技术的发展需要大量的数据计算和存储，这就需要高速、精度、能耗低的芯片来完成。
三、人工智能领域中的芯片技术应用1. 神经网络芯片神经网络芯片是一种专用的芯片，带有大量的神经元和突触，可以模拟人脑神经元的工作方式，通过机器学习算法提高人工智能应用的性能。
在人脸识别、语音识别、自然语言处理等领域中，使用神经网络芯片能够提高计算速度和精度。
2. FPGA芯片FPGA芯片是一种可编程逻辑器件，可以实现复杂的逻辑功能。
在人工智能领域中，使用FPGA可以实现数据处理和计算的高速并行，降低计算成本和能耗。
3. 图像处理芯片在图像识别领域中，图像处理芯片可以完成图像的传感、压缩和处理，进而实现图像的识别和分析。
图像处理芯片的高速和性能可以提高图像处理的效率和精度。
4. GPU芯片GPU是一种并行处理器，可以将大量计算分割成小块，同时处理。
在人工智能中，使用GPU芯片可以加速计算和数据分析，提升人工智能的性能和速度。
四、芯片技术对于人工智能的影响1. 提高应用速度和精度芯片技术可以提高人工智能应用的速度和精度，满足人工智能发展的需求。
2. 降低应用成本和能耗芯片技术的发展可以降低人工智能应用的成本和能耗，进而促进人工智能技术的广泛应用。
3. 推动人工智能产业发展芯片技术和人工智能技术相辅相成，在人工智能产业的发展中起着关键性的作用。
五、芯片技术与人工智能发展相互促进芯片技术和人工智能技术在发展过程中相互促进，芯片技术的不断升级和发展可以为人工智能技术的应用提供更强大的支持，同时人工智能技术的发展也推动着芯片技术的研究和应用创新。
芯片技术在电子产品中的应用
芯片技术在电子产品中的应用随着科技的日益发展，芯片技术在电子产品中的应用越来越广泛。
从智能手机、平板电脑到电视机、游戏机，所有的电子产品都离不开芯片。
本文将从几个方面来探讨芯片技术在电子产品中的应用。
一、芯片技术在智能手机中的应用在现在的智能手机中，芯片技术发挥着非常重要的作用。
首先，手机的运行速度和性能主要依靠芯片。
目前市面上的手机芯片大多融合了CPU、GPU、DSP等多种功能，使得手机在运行大型应用或是多任务处理时更加流畅。
另一方面，芯片技术也对手机的省电效果起到了重要作用。
目前有很多芯片都采用了“大小核心”的设计，即在处理轻量任务时使用更小的核心，从而大幅度延长了手机的续航能力。
除此之外，芯片技术还支持一些高级技术，如快充、CDMA等等，让手机更加灵活多变。
二、芯片技术在平板电脑中的应用与智能手机相似，平板电脑也是靠芯片技术实现其独特的功能。
一方面，平板电脑通常采用更高性能的芯片，以满足用户对处理速度和大型游戏的需求。
另一方面，平板电脑也通常搭载了更大容量的电池，这也是芯片技术能在平板电脑中得到更加广泛运用的原因。
因为尽管运行速度和性能大幅提升，但依然保持了长续航的特点。
在平板电脑的多媒体方面，芯片技术也大有发挥，例如支持更高清晰度的视频和更高质量的音频，让用户更加沉浸其中。
三、芯片技术在电视机中的应用随着各类新技术不断出现，电视机正在经历着从老式CRT到液晶、LED等显示屏幕的飞跃。
同时，芯片技术也在电视机中得到广泛的应用。
一方面，芯片能够带来更加清晰的图像和更高的色彩表现，从而让消费者感受到更加生动的视觉体验。
另一方面，随着人工智能技术的发展，电视机也集成了语音控制等更加智能的功能，使得使用更加简单方便。
四、芯片技术在游戏机中的应用游戏机是场景最为多样的一种电子产品。
芯片技术在游戏机中的应用更加直接而明显，因为游戏机需要提供无可挑剔的运行速度和大容量的存储空间。
芯片中的多核心设计、面向云存储技术都使得用户能够无缝玩游戏，而内置的专业显卡也为玩家带来更加顺畅的效果。
芯片技术的发展与应用
芯片技术的发展与应用随着科技的飞速发展，芯片技术也变得越来越重要。
芯片技术指的是集成电路芯片上的微电子元件，其功能涉及到多个领域。
芯片技术在计算机、通讯、物联网、医疗和军事等领域都得到了广泛的应用，成为当今社会发展的重要推动力。
一、芯片技术的历史芯片技术的历史可以追溯到20世纪50年代，当时美国的贝尔实验室和德州仪器公司分别研制出第一个集成电路。
这个集成电路只包含了两个晶体管，但是它的出现奠定了现代芯片技术发展的基础。
随着计算机的兴起，芯片技术也得到了进一步的发展。
从最初的单芯片到现在的多芯片封装、三维集成、互联互通、全息成像等技术，芯片技术已经成为现代计算机的必备元素。
二、芯片技术的应用1. 计算机领域芯片技术在计算机领域的应用范围极广。
计算机的中央处理器是一种运用芯片技术的集成电路，它作为计算机的核心控制单元，负责执行所有计算机程序指令。
此外，在计算机的存储、通讯、输入输出接口等方面，芯片技术也扮演着重要角色。
例如，显卡、声卡、网卡等外接设备也集成了芯片技术。
2. 物联网领域随着物联网的普及，芯片技术在此领域也得到了广泛应用。
物联网中的传感器和执行器等设备，都需要集成芯片技术来实现自动化管理和远程控制。
例如，智能家居、智能电网、智能医疗等领域的设备，都需要集成芯片技术来实现智能化管理。
3. 医疗领域在医疗领域，芯片技术的应用主要集中在诊断、治疗、监测等方面。
医疗芯片可以用于监测患者的健康状况、测量体温、心率、血压等生命体征数据，并将这些数据发送给医生进行分析和处理。
另外，芯片技术也可以用于疾病的诊断和治疗。
例如，人工心脏起搏器、听力助听器等医疗设备都需要集成芯片技术。
4. 军事领域芯片技术在军事领域的应用范围包括了军事通讯、导航、雷达、卫星通信、侦察等。
例如，现代导弹和战斗机等武器装备，都需要运用芯片技术实现精确制导和信息处理。
三、芯片技术的未来发展趋势芯片技术的未来发展趋势主要包括了以下几个方面：1. 人工智能技术随着人工智能技术的发展，芯片技术也将继续向AI芯片的研发和制造发展。
芯片应用领域
芯片应用领域芯片是一种集成电路，在现代科技发展中扮演着至关重要的角色。
随着技术的不断进步和应用领域的不断扩大，芯片的应用已经涵盖了各个领域。
本文将介绍芯片的应用领域，并对其作用进行分析。
首先，电子信息领域是芯片应用的主要领域之一。
随着计算机技术的不断发展，芯片被广泛应用于计算机硬件中，如中央处理器（CPU）、内存芯片、图形处理器等。
这些芯片的主要作用是提供计算能力和储存能力，使计算机能够运行程序和存储数据。
此外，芯片还被应用于网络设备中，如交换机、路由器等，以实现数据的传输和处理。
另外，智能手机和平板电脑等移动设备也广泛使用芯片，以提供高性能的计算和通信功能。
其次，通信领域也是芯片的重要应用领域之一。
现代通信系统需要处理大量的信息和信号，在这些系统中，芯片起到了关键的作用。
例如，移动通信中的基站和手机通信芯片可以实现无线信号的接收和发送，使得人们可以实现远距离的通信。
此外，无线通信中的调制解调器、射频芯片等也是芯片的重要应用。
除了移动通信，芯片还应用于有线通信领域，如光纤通信、局域网等，以提供高速数据传输和处理能力。
再次，工业控制和自动化领域也是芯片的重要应用领域之一。
现代工业生产需要自动化和智能化，芯片的应用使得工业设备和过程可以实现高效、精确的控制。
例如，工业机器人的控制芯片可以实现机器人的运动控制和任务执行，提高生产效率和产品质量。
此外，PLC（可编程逻辑控制器）芯片和DCS（分布式控制系统）芯片也被广泛应用于工控系统中，完成各种工业过程的控制和监测。
最后，医疗领域也是芯片应用的重要领域之一。
芯片的应用使得医疗设备可以实现高度的精确性和功能，从而提高医疗诊断和治疗的效果。
例如，医学图像采集和处理系统中的数字信号处理芯片可以提取出有用的图像信息，帮助医生进行病情判断和诊断。
此外，生命体征监测设备中的生物传感器芯片可以实时监测人体的生理参数，如心率、血压等，提供及时的健康数据。
另外，药物控释芯片、人工智能诊断芯片等也是医疗应用中的重要技术。
芯片技术的创新在科技领域的应用
芯片技术的创新在科技领域的应用随着科技的不断发展，各行各业都在不断地寻找更好、更先进的解决方案。
而芯片技术的创新，为科技领域的应用带来了更多的可能性。
从华为发布的麒麟芯片到NVIDIA的GPU，芯片技术一直在不断地发展。
而芯片技术的应用也被越来越广泛地关注。
一、手机行业手机作为一个最常见的电子设备，其对于芯片技术的要求也是十分高的。
而苹果公司一直是芯片技术创新的引领者之一，他们所生产的A系列芯片一直是手机界的引领者。
A14芯片就是其中一款，它运用了全新的5纳米工艺，使得整个芯片的性能十分强悍。
与此同时，高通也推出了自己的骁龙芯片。
骁龙芯片凭借其出色的性能以及耗电量低的特点，在手机行业中的应用十分广泛。
骁龙865 plus芯片更是吸引了大量手机厂商的关注。
二、智能家居行业智能家居是近年来快速发展的一个领域，而芯片技术在智能家居行业中的应用也是越来越广泛。
例如，我们所熟知的小米，凭借着其自主研发的智能家居芯片平台，可以实现家中各种设备互联互通，使得智能家居这一概念变得更加真实。
而在一些高端智能家居设备中，采用的是英特尔的芯片。
英特尔一直以来都是计算机芯片领域的巨头，其芯片在智能家居领域的应用也十分广泛。
三、自动驾驶行业自动驾驶是一个长期存在的梦想，而芯片技术的不断发展，也在很大程度上推动了自动驾驶的实现。
例如，特斯拉一直以来都是推动自动驾驶技术的公司之一。
而特斯拉所生产的芯片，包括“全自动驾驶芯片”和“感知计算芯片”，都是自动驾驶技术中不可或缺的一部分。
四、医疗行业在医疗领域，芯片技术已经开始广泛应用。
例如，小型便携式医疗器械采用的是微型芯片，使得其在进行医疗检查时更加精准。
而更加先进的芯片技术也带来了更先进的医疗设备，例如使用人工智能和芯片技术制造的机器人手臂，已经在医疗领域中投入使用。
五、工业领域在工业领域，芯片技术也在不断地应用和创新。
现代化的生产线、自动化的流水线都与芯片技术有着密切的联系。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基因芯片制备的两种基本方法
原位合成
直接在芯片上用四种核苷酸合成所需的探针
合成点样
将已经合成好的探针定位在芯片上
14
原位光刻合成
由美国Affymetrix公司开发
Picture from UKBF: bf.fu-berlin.de/
Affymetrix Website: /
增加了敏感性。
可以在芯片上同时进行扩增与检测。 是该技术不仅可以用于基因芯片，也可 以制作蛋白芯片。
美国的Packard、摩托罗拉、Argonne国家实验室三家 机构与俄罗斯Engelhardt分子生物学研究所合作开发。
35
流过式芯片
在芯片片基上制成格栅状微通道，将预 先设计及合成的特定寡核苷酸探针结合 于芯片上微通道内的特定区域。
体的所谓“缩微实验室”逐渐成为基因芯
片发展的新趋势。在这方面主要有以下技
术较为成功：
电子芯片 •流过式芯片
三维芯片
•石英谐振芯片
31
电子芯片
片基为带有正电荷的硅片，硅片经热氧化， 制成1mm2的阵列，每个阵列含多个微电极， 在每个电极上通过氮化硅沉积和蚀刻制备出 样品池。
将链连有亲和素的琼脂糖覆盖在电极上，在
基因芯片制备技术
靶基因的制备
杂交和检测
提出问题 芯片设计
基因芯片设计
杂交图像分析 ……
芯片制作 原位合成 合成点样
表达差异分析 多态性分析 再测序
生物信息学 数学优化 数据库 标准化
试样处理
PCR扩增 靶基因标记
芯片杂交
实际应用
数据分析
杂交检测
9
10
1.基因芯片的主要类型
微型机械点样法 ＋ 化学喷射法
微型机械点样法
该技术由Shalon和Brown于1995年发展 起来的另一类具有生命力的基因芯片制 备技术。 美国Synteni公司最终发展出商品仪器， 完成其商品化。
方法与步骤
通过毛细作用使用点样针将生化物质转移
到固体基底表面（点样针与基底表面接
触）。 第一轮结束后，清洗点样针进行下一轮操 作。 机器人控制系统可使其实现自动化生产。
通过在硅芯片上制作 一系列各种排列的金 属电极和在这些电极 上施加高频电场，使 不同的细胞内感应出
细菌或病毒从血清、
水样或其他液体样品
中分离而设计的用作
介电电泳的细胞分离 方法。
偶电极。偶电极的出
现反过来使细胞承受 从而使细胞从各种液 体样品中分离出来。
正介电力或负介电力，
Picture from Nanogen website:
步骤
1. 把玻璃基片上的活性羟基修饰上光保 护基团，此光保护基团可被一定波长
的光激活并脱保护。
2. 根据所要制作的阵列的需要设计光刻
掩膜。将掩膜（M1）覆盖在修饰过的
基片上，用光照射使曝光区域的基片 表面脱除保护基团而形成活性羟基 （1-2）。
16
3. 引入5`端被X基团保护、3`端被活化的单核苷酸 dNTP，使dNTP的3`端与基片上的活性羟基缩合， 洗去未有效结合的dNTP（3）。
芯片。
高密度——分辨率高
准确性——合成产率高
一致性——工艺最优化 批量化——平面印刷法
合成点样
合成点样技术在基因芯片尚处于实验
研究阶段时是唯一的芯片制造手段，
曾一度被原位合成技术的光芒所掩盖。
随着原位合成技术缺点的暴露和自动
化技术的进步，合成点样技术又重现
生机。
是将合成好的探针、cDNA或基因组 DNA通过特定的高速点样机器人直 接点在芯片上。 目前，除Affymetrix等研究和生产基 因芯片的少数大公司使用原位合成 外，其他中小型公司和实验室研究 中仍然普遍采用合成点样法。
4. 更换掩膜M2，重复1-2，直到所需要的探针阵列合
成完毕（4-6）。
使用多种掩盖物能以更少的合成步骤生产出 高密度的阵列，在合成循环中探针数目呈指 数增长。
某一含ｎ个核苷酸的寡聚核苷酸，通过4×n
个化学步骤能合成出4n个可能结构。
例如：一个完整的十核苷酸通 过32个化学步骤，8个小时可能
合成65,536（即216）个探针。
Picture From BROWN LAB /pbrown/
原位喷印合成
芯片原位喷印合成原理与喷墨打印类似，
不过芯片喷印头和墨盒有多个，墨盒中装的
是四种碱基等液体而不是碳粉。 采用的化学原理与传统 的DNA固相合成一致，因
基因芯片技术及临床应用
一.概述
随着人类基因组测序计划的逐步实施以及分 子生物学相关学科的迅猛发展，越来越多的 动植物、微生物基因组序列得到测定。
在GenBank数据库中已含有300万个序列，总
数超过22亿个碱基对，其中包括19种不同生
物体的完整序列、近9 000个已知功能或已推
测功能的人类基因序列。 基因序列数据库正在以前所未有的速度迅速 增长。
主要采用荧光分子标记：
常规标记——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）。 末端标记——直接在引物上标记荧光。
44
4.靶基因的杂交及其信号检测
荧光显影法 质谱法 化学发光法 光导纤维法 压电石英谐振法 ……
标记。
靶基因样品的制备方法将根据基因芯片的
而决定。
类型和所研究的对象（如mRNA、DNA等）
39
3.1 靶基因的制备
核酸样品制备是基因芯片分析的必须步
骤，传统的化学提取法比较费时，不能 人们发明了与芯片相结合的核酸提取方
满足基因芯片对快速高效的要求。因而， 法。
芯片微过滤法
生物电子芯片法
采用了平面微细加工技术，可实现大批量 生产。通过提高集成度，降低单个芯片的
成本
可组装大量的（104--106种）生物分子探
针，获取信息量大，效率高，特别适合于
基因信息的采集。 结合微机械技术（MEMS），可把生物样 品的预处理，基因物质的提取，扩增，以 及杂交后的信息检测相集成，制备成微物
化学喷射法
此种方法先进之处在于采用了压电和其
他推动方式从微型喷嘴向固体表面转移
生化成分。
该技术正由Incyte Pharmaceuticals
(Palo Alto, CA, USA)和Protogene (Palo
Alto, CA, USA)等几处中心进行发展。
方法与步骤
用与压电接口（方型）相连的微型 喷嘴将生化物质喷向基底，通过电 流控制使样品体积得到精确控制。 第一轮结束后，清洗喷嘴进行下一 步。
Picutre from UKMSTS Suimmit Conference: /presentations/
37
特点
敏感性高，由于寡核苷酸吸咐表面的增大， 流过式芯片可监测稀有基因表达的变化。 速度快，微通道加速了杂交反应，减少了每
次检测所需时间。
此不需要特殊制备的化学
试剂。
Picture from BioDot:
分子印章多次压印合成法
1.根据所需微阵列，设计有凹 凸的微印章，然后根据预先设 计在制备的各级印章上涂上对 应的单核苷酸。 2.按照设计的顺序将不同的微 印章逐个依次压印在同一基 片上，得到256×256阵列的 高密度基因芯片。
2
然而如何充分利用新序列信息资源，怎样 去研究如此众多基因的生物信息及其在生 命过程中所担负的功能，成为生命科学工 作者的共同课题。
3
已建立的诸如Northern印迹、RNA酶保 护实验、S1核酸酶分析、噬斑杂交以及 狭线印迹等方法不能提供足够通量来有 效地利用新的基因组学的资源。为此， 必须发展高通量或平行监测基因表达的 新方法。 基因芯片技术正是在这样的背景下应运 而生。
40
芯片微过滤法
宾夕法尼亚大学的研究小组针对人白细
胞的分离设计的一种核酸样品制备方法。 微过滤芯片是通过在硅片上刻出几个微 米大小的各种形状的过滤微通道，再在 硅芯片上加上一块玻璃盖片而成。 发展经历了竖式Z型结构、竖式条状梳式 结构到最终的横坝式结构。
41
生物电子芯片法
为了把不同的癌细胞、
芯片制作工艺的进展
1980年Bains等将预先合成的短DNA片
段固定在固相支持物上进行的杂交测序 实验是基因芯片的最原始模型，所以合 成点样是基因芯片制作的最原始的方法 由Affymetrix公司发展起来的光导 ODTA合成照相平板印刷术将基因芯片 引入了工业化生产的阶段。
30
将样品处理、芯片杂交和信号检测集于一
基因芯片视分类方法不同可分为不同类型
无机芯片 片基或支持物
有机合成物芯片
光引导聚合法
原位合成 喷墨打印合成法（压电打印法）
探针阵列形式
合成点样
11
基因芯片的主要类型及其简要特点
12
2.基因芯片的制备
基因芯片的实质是高度集成的寡核苷酸
阵列
制造基因芯片首先要解决的技术问题就
是如何在芯片片基上定位合成高密度的 核酸探针
电场作用下预先合成的生物素标记的探针即
可结合在特定电极上。
AVI from Nanogen:
/
32
最早由美国Nanogen公司开发，目前国内清 华大学和复旦大学也在开发这一技术。
最大特点：
杂交速度快，可大大缩短分析时间。
最大不足：
芯片制备复杂、成本较高。
图片来自益来基因网: /
256*256分子印章阵列显微图 （0.18%)
高密度芯片DNA阵列显微图（0.16%）
高密度芯片DNA阵列荧光杂交图（0.09%）
分子印章多次压印合成法点样机
图片来自益来基因网: /