Biology 版 (精华区)

发信人: champaign (原野), 信区: Biology
标  题: 神奇的生物芯片技术
发信站: 紫 丁 香 (Mon Nov 22 19:24:14 1999), 转信

发信人: zel (雨), 信区: biology
标  题: 神奇的生物芯片技术 (转载)
发信站: 饮水思源站 (Sun Nov 21 22:05:32 1999) , 站内信件

生物芯片技术是随着“人类基因组计划”研究的发展应运而生的。1990年，美国开始
实施“人类基因组计划”，目标是在12年内耗资20亿美元，对人类基因组进行全面测
绘，将人体5?0万个基因分析清楚，并绘出其图谱。近几年来，随着研究的深入和发
展，在基因组学领域生长出一些新的技术，它们均有潜力使DNA（脱氧核糖核酸）测
序和遗传学测绘工作大大加快，费用降低。其中最有希望的是生物芯片技术。1996
年，美国加州圣克拉拉的埃菲公司（Affymetrix）成功制作出首批实用DNA芯片，并
制造出“基因芯片”系统。

早在几年前，美国埃菲公司（现属葛兰素制药公司所有）有人设想将分子像晶体管一
样集积在芯片上。这个设想后来由公司雇员蒂芬·福多尔博士（现任公司总裁兼首席
行政执行官）变为现实，他设计出了生物芯片。

生物芯片又称基因芯片、DNA芯片、DNA微探针阵列，等等。生物芯片技术是将半导体
工业的微型制造技术与分子生物学结合起来，在一基片表面上产生二维DNA探针阵
列，其工作过程是DNA探针中的已知有机分子与被测定的未知DNA分子“杂交”，从中
取得DNA信息，以确定未知DNA分子。

DNA杂交作用是分子生物学研究中发现的一个极重要的现象，它已成为一种极重要的
DNA测序和医学遗传诊断的手段。杂交作用应用于DNA测序，称为“杂交测序”，应用
于诊断则称“杂交诊断”。

生物芯片的制作条件与半导体制作一致，用的是无尘清洁车间和半导体光刻设备。所
用的光刻射线可能是紫外线束，探针基片是玻璃，已知DNA分子是一种称为寡聚核苷
酸的短链活性分子。所以，生物芯片也称寡聚核苷酸探针阵列。

正如半导体芯片是计算机的关键器件一样，生物芯片是DNA测序和诊断系统的一个核
心器件，它和读取DNA信息的仪器及解译所得数据的软件一起组成获取遗传学信息的
系统或平台。该技术的基本用途是进行杂交基因测序和杂交基因诊断。埃菲公司称，
它的基因芯片系统是获取、分析和管理复杂遗传信息，改进疾病诊断、监测和治疗的
一种平台。这种系统正被广泛地应用于诸多领域，包括生物医学、临床诊断学和基因
组学研究。

生物芯片技术除了能加快基因测序进度、降低费用外，在诊断方面主要通过测定基因
变异来确诊许多由基因变异所致的疾病。例如，人类所患的癌症中，有60%是P53基因
变异引发的。用埃菲的原型基因芯片对15名患者的BRCAI基因（该基因与遗传型乳腺
癌有关）进行诊断，确诊14例，漏诊一例，无一例误诊。根据这一特点，它还可用于
进行健康普查，对于防治疾病很有实用价值。此外，生物芯片还有用于农业、工业和
环境监测的潜力。

鉴于生物芯片的多种用途和其远大的发展前景，不少生命科学研究机构和生物技术公
司都先后参于了这项技术的研究。埃菲公司作为该技术的发明者和首批产品也是目前
唯一的生产者，至今在这个王国中居领导地位。公司的第一种产品用于跟踪艾滋病毒
产生抗药性时的基因突变，第二种产品将检查在多种癌症中发生突变的P53基因的变
化。目前，该公司正在努力提高其芯片探针阵列的“密集度”，它的原型芯片能容纳
6.5万个探针，最近又推出了有40万个探针的芯片。公司总裁希望能生产出有1000万
个探针的DNA芯片。该公司的基因组研究主任正在设计能够同时监测5万个人体基因的
芯片。埃菲有望成为第二个“英特尔”。

此外正在研究的还有俄罗斯恩格尔哈特分子生物学研究所、美国的Hyseqt公司和
Synteni公司。而美国各大学的科学家们则正在热衷于开发这种芯片的“众多”应用。
生物芯片极可能像60年代初发明的激光器，应用非常广泛。

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    感情是一个难以驯服的野马
    理智却是一个严厉的马夫

※ 来源:．紫 丁 香 bbs.hit.edu.cn．[FROM: 202.118.228.139]