分子诊断常用技术（二）
( 五) 生物芯片
1991 年Affymetrix 公司的Fordor利用其所研发的光蚀刻技术制备了首个以玻片为载体的微阵列，标志着生物芯片正式成为可实际应用的分子生物学技术。时至今日，芯片技术已经得到了长足的发展，如果按结构对其进行分类，基本可分为基于微阵列( microarray) 的杂交芯片与基于微流控( microfluidic) 的反应芯片2 种。
1.微阵列芯片
( 1) 固相芯片: 微阵列基因组DNA 分析( microarray-based genomic DNAprofiling，MGDP) 芯片: 将微阵列技术应用于MGDP 检测中已有超过十年的历史，其技术平台主要分为2 类，即微阵列比较基因组杂交( array-based comparative genomehybridization，aCGH) 和基因型杂交阵列( SNP array) 。顾名思义，aCGH 芯片使用待测DNA 与参比DNA 的双色比对来显示两者间的拷贝数变异( CNV) 的变化，而单核苷酸多态性( single nucleotide polymorphism，SNP) 芯片则无需与参比DNA 进行比较，直接通过杂交信号强度显示待测DNA 中的SNP 信息。随着技术的不断进步，目前市场上已出现可同时检测SNP 与CNV的高分辨率混合基因阵列芯片。MGDP 芯片主要应用于发育迟缓、先天性异常畸形等儿童遗传病的辅助诊断及产前筛查。经验证，使用MGDP 芯片进行染色体不平衡检测与FISH 的诊断符合率可达100%，表达谱芯片( gene expression profiling array，GEP array) : 1999 年，Duggan 等首次使用cDNA 芯片绘制了mRNA 表达谱信息。随着表观遗传学在疾病发生发展中的作用日益得到重视，目前也已出现microRNA 芯片、长链非编码RNA( long noncoding RNA，lncRNA) 芯片等。类似于MGDP 芯片，GEP 芯片使用反转录后生成的cDNA 文库与固定于芯片载体上的核酸探针进行杂交，从而检测杂交荧光信号的强度判断基因的表达情况。相较于基因组杂交，GEP 芯片对生物学意义更为重要的转录组信息进行检测，对疾病的诊断与预后判断具有特殊的意义。目前使用GEP 芯片对急性髓细胞白血病、骨髓增生异常综合征等血液病及神经退行性变等进行诊断、分类及预后评估已经获得了令人满意的效果;
( 2) 液相芯片:传统固相芯片将检测探针锚定于固相载体上捕获目的序列，而Luminex 公司的xMAP 技术则通过搭配不同比例的2 种红色荧光染料，将聚苯乙烯微球标记为不同的荧光色，并对其进行编码得到具有上百种荧光编号的微球。通过xTAG 技术将不同的特异性杂交探针交联至编码微球上，使得不同的探针能够通过微球编码得以区分。利用混合后的探针-微球复合物与待测样本进行杂交，使微球在流动鞘液的带动下通过红绿双色流式细胞仪，其中红色激光检测微球编码，绿色荧光检测经杂交后核酸探针上荧光报告基团的信号强度，一次完成对单个样本中多种靶序列的同时鉴定。目前，该技术已在囊性纤维化等遗传性疾病诊断、多种呼吸道病毒鉴定及人乳头瘤病毒分型取得了广泛的应用。
2.微流控芯片
1992 年Harrison 等首次提出了将毛细管电泳与进样设备整合到固相玻璃载体上构建“微全分析系统”的构想，通过分析设备的微型化与集成化，完成传统分析实验室向芯片上实验室( lab-on-chip) 的转变。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1 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。
