生 物 芯 片

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一、 概述：
生物芯片是八十年代末发展起来的一种新技术，它是将生命科学研究中所涉及的许多分析步
骤，利用微电子、微机械、化学、物理技术、计算机技术，使样品检测、分析过程连续化、
集成化、微型化。生物芯片主要包：芯片实验室(Lab-on-a-chip)、基因芯片(Gene chip，D
NA chip, DNA microarray)、蛋白芯片(Protein chip)等。

基因芯片是在基因探针的基础上研制出的。所谓基因探针只是一段人工合成的碱基序列，在
探针上连接上一些可检测的物质，根据碱基互补的原理，利用基因探针到基因混合物中识别
特定基因。基因芯片，又称DNA芯片，又称DNA阵列（DNA array），和我们日常所说的计算机
芯片非常相似，只不过高度集成的不是半导体管，而是成千上万的网格状密集排列的基因探
针，通过已知碱基顺序的DNA片段，来结合碱基互补序列的单链DNA，从而确定相应的序列，
通过这种方式来识别异常蛋白等。

基因芯片是生物芯片研究中，最先实现商品化的产品。目前，比较成熟的产品有检测基因突
变的芯片，检测细胞基因表达水平的表达基因芯片。

美国Affymetrix 公司是世界上最有影响的基因芯片开发制造商，1998年生产出带有13.5万个
基因探针的芯片，使人类DNA解码速度提高了25倍，目前已达到的密度是40万种探针/芯片，
每种探针的空间尺度是10-20微米。

二、 国内外进展：

美国《财富》杂志刊文讲道：“微处理器使我们的经济发生了根本变化，给人类带来了巨大
的财富，改变了我们的生活方式。然而，生物芯片给人类带来的影响可能更大。”生物芯片
作为基因工业的一部分，可广泛用于医学临床检测及药物开发、环境监测等领域，有着广阔
的市场前景，对人类生活与健康将产生多方面深远影响。

生物芯片是一个学科高度交叉的研究课题，须依靠多学科的科学家和工程技术人员通力合作
。目前，国际上开展此类研究得大学、公司已超过百家。

一项为期三年、耗资九百万美元的计划由摩托罗拉在坦佩的物理科学实验室承担，由亚利桑
那州立大学、Hun tsville的CFD研究组和摩托罗拉生物芯片系统组共同研究，目的要研制出
一种便宜、快速诊断传染疾病的生物芯片，以加快对致命的病毒感染的诊断。

中国在1998年也开始此项研究。

中国工程院2000年1月6日在京举办首次工程科技论坛，专题就是\"生物芯片技术\"，科学家提
出：以生物芯片技术为核心的各相关产业正在全球崛起，世界工业发达国家已开始有计划、
大投入、争先恐后地对该领域知识产权进行保护。我国应迅速制定适合中国国情的对策，以
避免出现像计算机产业那样因没有自己的芯片专利和技术而受制于人的被动局面。

上海细胞生物学研究所于99年8月在上海开发成功生物芯片的初级形式\"cDNA阵列\"。科学家已
经建立了含有8000多个人类基因的芯片，并且已经在肝癌研究中获得了令人满意的结果，将
向国内各研究部门推广。

西安目前已创建生物芯片科研生产基地，生产包括肽芯片和基因芯片两大类八个品种、20种
规格的生物芯片，产品主要用于胃病、性病、肝病等常见病和多发病的临床检验及健康人群
检查。适用于预防各种肿瘤、糖尿病和优生优育等方面的生物芯片正在研制中。另据报道，
陕西超群科技股份有限公司研制的SP-GC200型基因芯片日前获得国家医疗器械生产制造认可
和国家药监局医疗器械注册证，这是我国在基因芯片领域获准的第一个生产批号。基因芯片
利用分子杂交及平行处理的原理，对遗传物质进行分子检测，可用于研究基因功能、法医鉴
定、疾病检测、药物筛选等。超群SP-GC200型基因芯片可用于乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒
的检测。据悉，陕西超群科技股份有限公司基因芯片将于2000年８月进投入大规模生产。