快速檢驗(yàn)課件基因芯片技術(shù)

基因芯片技術(shù)

Genechiptechnology基因芯片技術(shù)2第一節(jié)基因芯片簡(jiǎn)介基因芯片的概念基因芯片的工作原理基因芯片分類特點(diǎn)基因芯片的基本構(gòu)造

基因芯片技術(shù)31.基因芯片的概念芯片有基因芯片和蛋白質(zhì)芯片兩類?；蛐酒℅enechip）又稱DNA芯片、DNA陣列(DNAmicroarray)、cDNA芯片(DNAchip)、寡核苷酸陣列等。是在基因探針的基礎(chǔ)上研制出的；它將大量探針?lè)肿樱╟DNA、寡核苷酸或來(lái)自基因組的基因片段）固定于支持物上，然后與標(biāo)記的樣品進(jìn)行雜交，通過(guò)檢測(cè)雜交信號(hào)的強(qiáng)度及分布來(lái)進(jìn)行分析，從而迅速得出所要的信息。

基因芯片技術(shù)4蛋白質(zhì)芯片主要是檢測(cè)各種生物毒素的，制備芯片的原料就是常見(jiàn)的所有可能的致病菌(甚至包括其不同種、菌株)所分泌的特定毒素的單抗?；蛐酒夹g(shù)5基因芯片包括二種模式：*一是將靶DNA固定于支持物上，適合于大量不同靶DNA的分析。如對(duì)食品致病菌的快速檢測(cè)鑒定。

二是將大量探針?lè)肿庸潭ㄓ谥С治锷?，適合于對(duì)同一靶DNA進(jìn)行不同探針序列的分析?；蛐酒夹g(shù)6基因芯片結(jié)構(gòu)圖Affimetrix公司制作的DNA芯片基因芯片技術(shù)72．基因芯片的工作原理基因芯片（GeneChip）工作原理與經(jīng)典的核酸分子雜交方法(southern、northern)一致，應(yīng)用已知核酸序列作為靶基因與互補(bǔ)的探針核苷酸序列雜交，通過(guò)隨后的信號(hào)檢測(cè)進(jìn)行定性與定量分析。

基因芯片技術(shù)8

基因芯片技術(shù)9基因芯片技術(shù)103.基因芯片分類基因芯片總體上可分為三種主要類型：1）固定在聚合物基片（尼龍膜，硝酸纖維膜等）表面上的核酸探針或cDNA片段，通常用同位素標(biāo)記的靶基因與其雜交，通過(guò)放射顯影技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是所需檢測(cè)設(shè)備與目前分子生物學(xué)所用的放射顯影技術(shù)相一致,相對(duì)比較成熟。但芯片上探針密度不高，樣品和試劑的需求量大，定量檢測(cè)存在較多問(wèn)題。

基因芯片技術(shù)112）用點(diǎn)樣法固定在玻璃板上的DNA探針陣列，通過(guò)與熒光標(biāo)記的靶基因雜交進(jìn)行檢測(cè)。這種方法點(diǎn)陣密度可有較大的提高，各個(gè)探針在表面上的結(jié)合量也比較一致，但在標(biāo)準(zhǔn)化和批量化生產(chǎn)方面仍有不易克服的困難。

基因芯片技術(shù)123）在玻璃等硬質(zhì)表面上直接合成的寡核苷酸探針陣列,與熒光標(biāo)記的靶基因雜交進(jìn)行檢測(cè)。該方法把微電子光刻技術(shù)與DNA化學(xué)合成技術(shù)相結(jié)合，可以使基因芯片的探針密度大大提高，減少試劑的用量，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和批量化大規(guī)模生產(chǎn)，有著十分重要的發(fā)展?jié)摿?。基因芯片技術(shù)13

3.1基因芯片按用途可以分為:

表達(dá)譜芯片、診斷芯片、指紋圖譜芯片、測(cè)序芯片、毒理芯片基因芯片技術(shù)143.2基因芯片按其材質(zhì)和功能可分為

元件型微陣列芯片通道型微陣列芯片生物傳感芯片

毛細(xì)管電泳芯片PCR擴(kuò)增芯片集成DNA分析芯片毛細(xì)管電層析芯片光學(xué)纖維陣列芯片白光干涉譜傳感器芯片生物電子芯片凝膠元件微陣列芯片藥物控制芯片基因芯片技術(shù)153.3按基因芯片點(diǎn)陣的制備方法可分為3.3.1原位合成適用于寡核苷酸。根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的點(diǎn)陣序列在每個(gè)位點(diǎn)通過(guò)有機(jī)合成的方式直接聚合得到所要求的探針?lè)肿印Ｓ袃煞N途徑：①光刻法：可合成30nt左右，每步縮合率較低為95％左右，產(chǎn)率僅20％，需要特殊的合成試劑。②壓電打印法：可合成50nt左右，每步縮合率為99％以上，產(chǎn)率可達(dá)74％，不需要特殊的合成試劑。核苷酸nucleotide

基因芯片技術(shù)163.3.2直接點(diǎn)樣多用于大片段DNA，有時(shí)也用于寡核苷酸，甚至mRNA。將合成好的探針、cDNA、基因組通過(guò)特定的高速點(diǎn)樣機(jī)器人直接點(diǎn)在芯片上。

優(yōu)點(diǎn)：方法較原位合成簡(jiǎn)單，定量準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好，使用壽命長(zhǎng)。

缺點(diǎn)：噴印的斑點(diǎn)大，探針密度低。基因芯片技術(shù)173.4按基因芯片的支持物，可分為：薄膜型：如聚丙烯膜、硝酸纖維素膜、尼龍膜等。玻片型：這種芯片的點(diǎn)陣是通過(guò)原位合成技術(shù)制作的，點(diǎn)陣密度很高，所以必須借助于特殊的儀器對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行解讀和分析。

微板型：一種具有高密度、小容量測(cè)試孔的小型酶聯(lián)免疫檢測(cè)板。

基因芯片技術(shù)18集成電路型：將雜交技術(shù)與微電子技術(shù)結(jié)合于一體有目的地通過(guò)電子裝置檢測(cè)或控制DNA等生物大分子的作用過(guò)程?；蛐酒夹g(shù)194、基因芯片技術(shù)的特點(diǎn)其中關(guān)鍵就是基因芯片具有微型化、集約化和標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，從而有可能實(shí)現(xiàn)“將整個(gè)實(shí)驗(yàn)室縮微到一片芯片上”的愿望。“高通量性”盡管基因芯片技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，得到世人的矚目，但仍然存在著許多難以解決的問(wèn)題，例如技術(shù)成本昂貴、復(fù)雜、檢測(cè)靈敏度較低、重復(fù)性差、分析范圍較狹窄等問(wèn)題。這些問(wèn)題主要表現(xiàn)在樣品的制備、探針合成與固定、分子的標(biāo)記、數(shù)據(jù)的讀取與分析等幾個(gè)方面。基因芯片技術(shù)20第二節(jié)基因芯片的制作基因芯片(DNA芯片)技術(shù)主要包括四個(gè)主要步驟：芯片制作、樣品制備與標(biāo)記、分子雜交、信號(hào)檢測(cè)與結(jié)果分析基因芯片技術(shù)21DNA芯片的制作原理

基因芯片技術(shù)221．芯片的制作

要成功的制作芯片，需要準(zhǔn)備3大材料：準(zhǔn)備固定在芯片上的生物分子樣品、芯片片基和制作芯片的儀器。分兩步:1.1.支持物的預(yù)處理1.2.制備方法基因芯片技術(shù)231.1支持物的預(yù)處理1.1.1對(duì)載體材料要求：①載體表面必須具有可以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的活性基團(tuán)，以便與生物分子進(jìn)行偶聯(lián)。②使單位載體上結(jié)合的生物分子達(dá)到最佳容量。③載體應(yīng)當(dāng)是惰性的和有足夠的穩(wěn)定性，包括機(jī)械的、物理的和化學(xué)的穩(wěn)定性?；蛐酒夹g(shù)241.1.2支持物的預(yù)處理實(shí)性材料：硅芯片、玻片和瓷片,需進(jìn)行預(yù)處理,使其表面衍生出羥基、氨基活性基團(tuán)。膜性材料：聚丙烯膜、尼龍膜、硝酸纖維膜,通常包被氨基硅烷或多聚賴氨酸。基因芯片技術(shù)25基因芯片技術(shù)261.2制備方法

芯片種類較多，制備方法也不盡相同，但常用的基本上可分為兩大類：一類是原位合成（即在支持物表面原位合成寡核苷酸探針），適用于寡核苷酸；一類是預(yù)合成后直接點(diǎn)樣多用于大片段DNA，有時(shí)也用于寡核苷酸，甚至mRNA?；蛐酒夹g(shù)27原位合成有兩種途徑：一是光刻法（Affymerix公司專利技術(shù)），可以合成30nt左右，打印法可以合成40-50nt，每步縮合率較低，一般為95%左右，合成30nt產(chǎn)率僅20%；一是壓電打印法，每步縮合率可達(dá)99%以上,合成30nt產(chǎn)率可達(dá)74%，從這個(gè)意義上說(shuō)噴印法特異性應(yīng)比光刻法高。基因芯片技術(shù)281.2.1原位光刻合成寡聚核苷酸采用的原理是在合成堿基單體的5'羥基末端連上一個(gè)光敏保護(hù)基。合成的第一步是利用光照射使羥基端脫保護(hù)，然后一個(gè)5'端保護(hù)的核苷酸單體連接上去，這個(gè)過(guò)程反復(fù)進(jìn)行直至合成完畢。使用多種掩蓋物能以更少的合成步驟生產(chǎn)出高密度的陣列，在合成循環(huán)中探針數(shù)目呈指數(shù)增長(zhǎng)。某一含n個(gè)核苷酸的寡聚核苷酸，通過(guò)4×n個(gè)化學(xué)步驟能合成出4n個(gè)可能結(jié)構(gòu)?；蛐酒夹g(shù)29光導(dǎo)原位合成法制作基因芯片的步驟基因芯片技術(shù)30光導(dǎo)原位合成法制作基因芯片(圖)

基因芯片技術(shù)311.2.2原位壓電打印法

(Piezoelectricprinting)

芯片壓電打印法合成原理與普通的彩色噴墨打印類似，不過(guò)芯片噴印頭和墨盒有多個(gè)，墨盒中裝的是四種堿基等合成試劑。噴印頭可在整個(gè)芯片上移動(dòng)并根據(jù)芯片上不同位點(diǎn)探針的序列需要將特定的堿基噴印在芯片上特定位置。該技術(shù)采用的化學(xué)原理與傳統(tǒng)的DNA固相合成一致，因此不需要特殊制備的化學(xué)試劑?；蛐酒夹g(shù)321.2.3點(diǎn)樣法

點(diǎn)樣法與原位合成法比較較簡(jiǎn)單，只需將預(yù)先制備好的寡核苷酸或cDNA等樣品通過(guò)自動(dòng)點(diǎn)樣裝置點(diǎn)于經(jīng)特殊處理的玻璃片或其它材料上即可?；蛐酒夹g(shù)33

點(diǎn)樣法是將合成好的探針、或PCR技術(shù)擴(kuò)增cDNA或基因組DNA經(jīng)純化、定量分析后通過(guò)陣列復(fù)制器（arrayingandreplicatingdeviceARD）或陣列點(diǎn)樣機(jī)（arrayer）及電腦控制的機(jī)器人，準(zhǔn)確、快速地將不同探針樣品定量點(diǎn)樣于帶正電荷的尼龍膜或硅片等相應(yīng)位置上，再由紫外線交聯(lián)固定后即得到DNA微陣列或芯片?；蛐酒夹g(shù)34點(diǎn)樣的方式分兩種：接觸式點(diǎn)樣，即點(diǎn)樣針直接與固相支持物表面接觸，將DNA樣品留在固相支持物上；非接觸式點(diǎn)樣，即噴點(diǎn)，它是以壓電原理將DNA樣品通過(guò)毛細(xì)管直接噴至固相支持物表面。宣堅(jiān)剛.基因芯片.ppt基因芯片技術(shù)35基因芯片技術(shù)36基因芯片技術(shù)37基因芯片技術(shù)382.樣品制備與標(biāo)記樣品制備待分析基因在與芯片結(jié)合探針雜交之前必需進(jìn)行分離、擴(kuò)增及標(biāo)記。根據(jù)樣品來(lái)源、基因含量及檢測(cè)方法和分析目的不同，采用的基因分離、擴(kuò)增及標(biāo)記方法各異。制備方法：體外轉(zhuǎn)錄、PCR、逆轉(zhuǎn)錄等?；蛐酒夹g(shù)39樣品標(biāo)記待測(cè)樣品的標(biāo)記，主要采用熒光分子。常規(guī)標(biāo)記通過(guò)在擴(kuò)增過(guò)程中加入含有熒光標(biāo)記的dNTP，熒光標(biāo)記的單核苷酸分子，在轉(zhuǎn)錄和復(fù)制過(guò)程中，被引入新合成的DNA片段。后者變性后，即可與基因芯片上的微探針陣列進(jìn)行分子雜交。也可采用末端標(biāo)記法，直接在引物上標(biāo)記熒光。即在引物合成時(shí)通過(guò)應(yīng)用熒光標(biāo)記的dNTP制備熒光標(biāo)記引物，或通過(guò)標(biāo)記生物素，進(jìn)行熒光標(biāo)記?；蛐酒夹g(shù)40對(duì)于陣列密度較小的基因芯片可以用同位素檢測(cè)法，采用32P標(biāo)記技術(shù)。高密度芯片的分析一般采用熒光素標(biāo)記探針，通過(guò)適當(dāng)內(nèi)參的設(shè)置及對(duì)熒光信號(hào)強(qiáng)度的標(biāo)化可對(duì)細(xì)胞內(nèi)mRNA的表達(dá)進(jìn)行定量檢測(cè)?；蛐酒夹g(shù)41新標(biāo)記方法——多色熒光標(biāo)記技術(shù)，可更直觀地比較不同來(lái)源樣品的基因表達(dá)差異，即把不同來(lái)源的探針用不同激發(fā)波長(zhǎng)的熒光素標(biāo)記，并使它們同時(shí)與基因芯片雜交，通過(guò)比較芯片上不同波長(zhǎng)熒光的分布圖獲得不同樣品間差異表達(dá)基因的圖譜，常用的雙色熒光試劑有Cy3-dNTP和Cy5-dNTP。對(duì)多態(tài)性和突變檢測(cè)型基因芯片采用多色熒光技術(shù)可大大提高芯片的準(zhǔn)確性和檢測(cè)范圍?；蛐酒夹g(shù)42基因芯片技術(shù)433．雜交反應(yīng)雜交反應(yīng)是指標(biāo)記的樣品與芯片上的靶基因進(jìn)行雜交，產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)的過(guò)程。基因芯片與探針的雜交過(guò)程與一般的分子雜交過(guò)程基本相同，但雜交時(shí)間短，30分鐘內(nèi)完成，可同時(shí)平行檢測(cè)許多基因序列?；蛐酒夹g(shù)44雜交反應(yīng)條件的選擇合適的雜交條件可使生物分子間的反應(yīng)處于最佳狀態(tài)，增強(qiáng)其檢測(cè)的靈敏度，減少錯(cuò)配率，提高信噪比。雜交反應(yīng)的條件要根據(jù)靶基因或探針的長(zhǎng)度、標(biāo)記元素種類及芯片的類型來(lái)優(yōu)化?；蛐酒夹g(shù)45基因芯片技術(shù)46基因芯片技術(shù)47基因芯片技術(shù)484.信號(hào)檢測(cè)與結(jié)果分析檢測(cè)原理芯片經(jīng)雜交反應(yīng)后，各反應(yīng)點(diǎn)形成強(qiáng)弱不同的光信號(hào)圖像，待測(cè)樣品與芯片上探針陣列雜交后，熒光標(biāo)記的樣品結(jié)合在芯片的特定位置上，形成強(qiáng)弱不同的光信號(hào)圖像，未雜交分子被除去，用激光掃描儀或激光共聚焦顯微鏡采集各雜交點(diǎn)的熒光信號(hào)如熒光位置、熒光強(qiáng)度;再用相關(guān)軟件進(jìn)行圖像分析和數(shù)據(jù)處理，并與探針陣列的位點(diǎn)進(jìn)行比較，即可得出待測(cè)樣品的信息?；蛐酒夹g(shù)49檢測(cè)方法用同位素標(biāo)記靶基因，信號(hào)檢測(cè)即是放射自顯影；用熒光標(biāo)記，信號(hào)檢測(cè)即是熒光掃描及分析系統(tǒng)。圖像的分析可用落射熒光顯微鏡(EpifluorescenceMicro-scope)、電荷偶聯(lián)裝置照相機(jī)(Charge-coupledDeviceCamera)、共聚焦激光掃描儀(ConfocallaserScanner)等進(jìn)行。基因芯片技術(shù)50信號(hào)檢測(cè)與結(jié)果分析示意圖

基因芯片技術(shù)51基因芯片技術(shù)52基因芯片的特點(diǎn)DNA芯片的突出優(yōu)點(diǎn)在于：①?gòu)?qiáng)大的類比性。使得以往需多次處理的遺傳分析在同一時(shí)間和條件下快速完成。②巨大的信息產(chǎn)出率。在一張芯片上不僅可以獲得組織、細(xì)胞、血液等基因表達(dá)信號(hào)的定性、定量分析，還可實(shí)現(xiàn)全局檢測(cè)靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、時(shí)間與空間上的差異及遺傳信息。③高度敏感性和專一性。能可靠并準(zhǔn)確檢測(cè)出10pg/μl的DNA樣品。基因芯片技術(shù)53④高度重復(fù)性。一張由尼龍膜制作的微陣列，可以重復(fù)雜交使用多達(dá)20次。⑤微型化和自動(dòng)化?，F(xiàn)已出現(xiàn)的芯片面積最大不過(guò)525cm２，最小僅有1cm２；每個(gè)陣列中陣點(diǎn)樣品DNA的用量?jī)H為5nl左右；試劑用量和反應(yīng)體積大大減少，反應(yīng)效率卻成百倍提高。⑥哺育新的實(shí)驗(yàn)方法。此技術(shù)易與其它常規(guī)生物技術(shù)相融合交叉?；蛐酒夹g(shù)54第三節(jié)基因芯片基本應(yīng)用1.基因表達(dá)分析2.基因型及多態(tài)性分析3.雜交測(cè)序4.疾病的診斷與治療5.藥物研究與開發(fā)6.基因功能研究7.在營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用8.在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用9.農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)10.軍事和司法11.在轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)中的應(yīng)用12.在食品微生物檢測(cè)中的應(yīng)用基因芯片技術(shù)551.基因表達(dá)分析基因表達(dá)譜芯片應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)上也最成熟?？梢詸z測(cè)整個(gè)基因組范圍的眾多基因在mRNA表達(dá)水平的變化。它能對(duì)來(lái)源于不同個(gè)體、不同組織、不同細(xì)胞周期、不同發(fā)育階段、不同分化階段、不同生理病理、不同刺激條件下的組織細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)情況進(jìn)行對(duì)比分析。從而對(duì)基因群在個(gè)體特異性、組織特異性、發(fā)育特異性、分化特異性、疾病特異性、刺激特異性的變化特征和規(guī)律進(jìn)行描述?；蛐酒夹g(shù)562.基因型及多態(tài)性分析利用結(jié)合在玻璃支持物上的等位基因特異性寡核苷酸(ASOs)微陣列建立了簡(jiǎn)單快速的基因多態(tài)性分析方法。將ASOs共價(jià)固定于玻璃載片上，采用PCR擴(kuò)增基因組DNA，其一條引物用熒光素標(biāo)記，另一條引物用生物素標(biāo)記，分離兩條互補(bǔ)的DNA鏈，將熒光素標(biāo)記DNA鏈與微陣列雜交，通過(guò)熒光掃描檢測(cè)雜交模式，即可測(cè)定PCR產(chǎn)物存在的多種多態(tài)性，該方法對(duì)人的酪氨酸酶基因第4個(gè)外顯子內(nèi)含有的5個(gè)單堿基突變進(jìn)行分析，結(jié)果顯示單堿基錯(cuò)配與完全匹配的雜交模式非常易于區(qū)別?；蛐酒夹g(shù)573.雜交測(cè)序基因芯片的測(cè)序原理是雜交測(cè)序方法，即通過(guò)與一組已知序列的核酸探針雜交進(jìn)行核酸序列測(cè)定的方法，可以用圖來(lái)說(shuō)明。

基因芯片技術(shù)58基因芯片測(cè)序流程基因芯片技術(shù)594.疾病的診斷與治療基因芯片在尋找和檢測(cè)與疾病相關(guān)的基因及在RNA水平上檢測(cè)致病基因的表達(dá)、感染性疾病、遺傳性疾病和腫瘤等疾病的臨床診斷方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相比，它可以在一張芯片上同時(shí)對(duì)多個(gè)病人進(jìn)行多種疾病的檢測(cè)；無(wú)需機(jī)體免疫應(yīng)答反應(yīng)，能及早診斷，待測(cè)樣品用量?。荒軝z測(cè)病原微生物的耐藥性，病原微生物的亞型；極高的靈敏度和可靠性；檢測(cè)成本低，自動(dòng)化程度高，利于大規(guī)模推廣應(yīng)用。這些特點(diǎn)使得醫(yī)務(wù)人員在短時(shí)間內(nèi)，可以掌握大量的疾病診斷信息，這些信息有助于醫(yī)生在短時(shí)間內(nèi)找到正確的治療措施?；蛐酒夹g(shù)605.藥物研究與開發(fā)基因芯片技術(shù)具有高通量、大規(guī)模、平行性等特點(diǎn)可以進(jìn)行新藥的篩選，尤其對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)的中藥有效成分進(jìn)行篩選。目前，國(guó)外幾乎所有的主要制藥公司都不同程度地采用了基因芯片技術(shù)來(lái)尋找藥物靶標(biāo)，查檢藥物的毒性或副作用，用芯片作大規(guī)模的篩選研究可以省略大量的動(dòng)物試驗(yàn)，縮短藥物篩選所用時(shí)間，在基因組藥學(xué)（pharmacogenomics）領(lǐng)域帶動(dòng)新藥的研究和開發(fā)。基因芯片技術(shù)616.基因功能研究在基因組學(xué)和后基因組學(xué)研究中，基因芯片也起到重要的作用。應(yīng)用基因芯片可以開展DNA測(cè)序、基因表達(dá)檢測(cè)、基因突變性、基因功能研究、尋找新基因、單核苷酸多態(tài)性（SNP）測(cè)定等研究。與傳統(tǒng)的Northernblot雜交或點(diǎn)雜交方法相比，基因芯片技術(shù)具有大規(guī)模平行處理的能力。基因芯片技術(shù)62基因芯片突變檢測(cè)原理示意基因芯片技術(shù)637.在營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用采用基因芯片技術(shù)研究營(yíng)養(yǎng)素與蛋白和基因表達(dá)的關(guān)系，將為揭示肥胖的發(fā)生機(jī)制及預(yù)防打下基礎(chǔ)。還可用于營(yíng)養(yǎng)與腫瘤相關(guān)基因表達(dá)的研究，如癌基因、抑癌基因的表達(dá)與突變，營(yíng)養(yǎng)與心腦血管疾病關(guān)系的分子水平研究。再者，食品營(yíng)養(yǎng)成分的分析、食品中有毒、有害成分的分析和檢測(cè)等?；蛐酒夹g(shù)648.在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用在環(huán)境保護(hù)上，基因芯片也廣泛的用途，一方面可以快速檢測(cè)污染微生物或有機(jī)化合物對(duì)環(huán)境、人體、動(dòng)植物的污染和危害，同時(shí)也能夠通過(guò)大規(guī)模的篩選尋找保護(hù)基因，制備防治危害的基因工程藥品、或能夠治理污染源的基因產(chǎn)品。基因芯片技術(shù)659.農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)利用基因芯片技術(shù)，對(duì)有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的農(nóng)作物和水果等的基因組進(jìn)行大規(guī)模高通量的研究，篩選農(nóng)作物的基因突變，并尋找高產(chǎn)量、抗病蟲、抗干旱、抗冷凍的相關(guān)基因，以開發(fā)高技術(shù)含量、高附加值的新產(chǎn)品。也可利用基因芯片技術(shù)篩選、開發(fā)高效低毒的生物農(nóng)藥?；蛐酒夹g(shù)6610.軍事和司法美國(guó)以有部分公司得到政府的資助開發(fā)生物戰(zhàn)病原體檢測(cè)系統(tǒng)。在司法領(lǐng)域，國(guó)外的公司正在開發(fā)便攜式DNA芯片檢測(cè)裝置，它可以直接在犯罪現(xiàn)場(chǎng)對(duì)可能是疑犯留下來(lái)的頭發(fā)、唾液、血液、精液等進(jìn)行分析，并立刻與DNA罪犯指紋庫(kù)系統(tǒng)存儲(chǔ)的DNA“指紋”進(jìn)行比較，以盡快、準(zhǔn)確的破案。我國(guó)上海的司法部司法鑒定科學(xué)技術(shù)研究所第一個(gè)“罪犯DNA數(shù)據(jù)庫(kù)”在99年9月7日通過(guò)了專家鑒定，利用DNA破案將成為一種重要的破案手段。另外，基因芯片還可作親子鑒定等