早在八十年代, Bains W. 等人就将短的 DNA 片断固定到支持物上,借助杂交方式进行序列测定。但基因芯片从实验室走向工业化却是直接得益于探针固相原位合成技术和照相平板印刷技术的有机结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。产品即将或已有部分投放市场,产生的社会效益和经济效益令人瞻目。
尽管如此,通常原位合成方法仍然比较复杂,除了在基因芯片研究方面享有盛誉的 Affymetrix 等公司使用该技术合成探针外,其它中小型公司大多使用合成点样法。后一方法在多聚物的设计方面与前者相似,合成工作用传统的 DNA 或多肽固相合成仪以完成,只是合成后用特殊的自动化微量点样装置将其以比较高的密度涂布于纤维膜、尼龙膜或玻片上。支持物应事先进行特定处理,例如包被以带正电荷的多聚赖酸或氨基硅烷。现在已有比较成型的点样装置出售,如美国 Biodot 公司的点膜产品以及 Cartesian Technologies 公司的 PixSys NQ/PA 系列产品。前者产生的点阵密度可以达到 400/cm2 ,后者则可达到 2500/cm2 。
基因芯片是一种中小型剖析设备,能够迅速和准确地科学研究生物基因信息。制做基因芯片时,可以用机械手臂把很多已经知道或不明编码序列的DNA片段点在玻璃镜片(一般为2cmX2cm)、铜片或尼龙膜上,再经物理吸附功效做到固定化(cDNA芯片)。可以直接在金属板或金属表层开展有机合成,从而获得寡聚核糖核苷酸芯片。
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