生物芯片技术在最近的一些年里才得到了发展,这种分析与检测的技术将分子生物学以及微电子技术之间进行有效结合。因此,这种技术又被称作基因芯片技术或者是DNA芯片技术。在当今,这一技术在免疫反应以及受体结合等的这些非核酸领域之中得到了广泛的扩展,出现了组织芯片、细胞芯片、免疫芯片以及蛋白质芯片等,所以又将官这种技术改称作生物芯片技术。
生物芯片技术是通过微加工和微电子技术,在固相基质表面集成密集排列的分子微阵列,以实现对核酸、细胞、蛋白质、组织以及其他生物分子进行高效、准确的检测。生物芯片技术的本质特征是将生命科学研究中的样品制备、生化反应以及检测分析等过程实现连续化、集成化及微型化。
微阵列芯片
也就是常说的基因芯片,又称DNA微阵列(DNA micro-array)、SNP芯片,是把大量已知序列探针集成在同一个基片(如玻片、膜)上,经过标记的若干靶核苷酸序列与芯片特定位点上的探针杂交,通过检测杂交信号,对生物细胞或组织中大量的基因信息进行分析。
与传统的染色体核型分析技术相比具有更高的分辨率,可识别Kb级别以上的染色体细微失衡。基因芯片目前已成为国内外临床遗传学诊断的一项常规的技术,在遗传病检测、疾病筛查、疾病分型、病原体检测、个性化用药等方面均呈现出广阔的应用前景。全球知名的芯片公司有 Illumina、Affymetrix(于2016年被赛默飞收购)、安捷伦等。
微流控芯片
微流控芯片( microfluidic chip) 由微米级流体的管道、反应器等元件构成,与宏观尺寸的分析装置相比,其结构极大地增加了流体环境的面积/体积比,以最大限度利用液体与物体表面有关的包括层流效应、毛细效应、快速热传导和扩散效应在内的特殊性能,从而在一张芯片上完成样品进样、预处理、分子生物学反应、检测等系列实验过程。目前使用微流控芯片进行指导用药的多基因位点平行检测是主要临床应用领域。