存在的問題

　　對于中國生物芯片工業來講。關鍵問題有3個：

　　（1）制作技術：芯片制作技術原理并不復雜，就制作涉及的每項技術而言，中國已具有實際能力，中國發展生物芯片的難點是如何實現各種相關技術的整合集成。

　　（2）基因、蛋白質等前沿研究：除去制作技術外，關鍵就是芯片上放置的基因和蛋白質等物質了。如果制作用于檢測核苷酸多態性以診斷某種遺傳病，或者用于基因測序，那么芯片探針上一般放置的是有8個堿基的寡核苷酸片段，基因芯片和蛋白質芯片則相應放置的是基因標志性片段EST（表達序列標簽）、全長基因或蛋白質。因此制作生物芯片首先要解決的是DNA探針、基因以及蛋白質的盡可能全面和快速地收集問題。

　　（3）專利和產權：以生物芯片技術為核心的各相關產業正在全球崛起，一個不容忽視的問題就是專利和產權的問題。專家指出世界工業發達國家已開始有計劃、大投入、爭先恐后地對該領域知識產權進行跑馬圈地式的保護。中國國家工程研究中心主任程京教授說：“就生物芯片領域而言，目前全世界都在‘跑馬圈地’，專利和自主產權比什么都重要。我們不能再像計算機芯片那樣受制于人。”現在，科學家、企業家和金融界已經聯起手來，組成了結構上更為合理、運作上更具可操作性的商業運行構架，通過全球定位布局，建立產權結構清晰的公司．為生物芯片在中國的產業化奠定良好基礎。

　　分類

　　生物芯片雖然只有10多年的歷史，但包含的種類較多，分類方式和種類也沒有完全的統一。

　　根據用途分類

　　（1）生物電子芯片：用于生物計算機等生物電子產品的制造。

　　（2）生物分析芯片：用于各種生物大分子、細胞、組織的操作以及生物化學反應的檢測。

　　前一類目前在技術和應用上很不成熟，一般情況下所指的生物芯片主要為生物分析芯片。

　　根據作用方式分類

　　（1）主動式芯片：是指把生物實驗中的樣本處理純化、反應標記及檢測等多個實驗步驟集成，通過一步反應就可主動完成。其特點是快速、操作簡單，因此有人又將它稱為功能生物芯片。主要包括微流體芯片（microftuidic chip）和縮微芯片實驗室（lab on chip，也叫“芯片實驗室”，是生物芯片技術的高境界）。

　　（2）被動式芯片：即各種微陣列芯片，是指把生物實驗中的多個實驗集成，但操作步驟不變。其特點是高度的并行性，目前的大部分芯片屬于此類。由于這類芯片主要是獲得大量的生物大分子信息，最終通過生物信息學進行數據挖掘分析，因此這類芯片又稱為信息生物芯片。包括基因芯片、蛋白芯片、細胞芯片和組織芯片。

　　根據固定在載體上的物質成分分類

　　（1）基因芯片（gene chip）：又稱DNA芯片（DNA chip）或DNA微陣列（DNA microarray），是將cDNA或寡核苷酸按微陣列方式固定在微型載體上制成。

　　（2）蛋白質芯片（protein chip或protein microarray）：是將蛋白質或抗原等一些非核酸生命物質按微陣列方式固定在微型載體上獲得。

　　（3）細胞芯片（cell chip）：是將細胞按照特定的方式固定在載體上，用來檢測細胞間相互影響或相互作用。

　　（4）組織芯片（tissue chip）：是將組織切片等按照特定的方式固定在載體上，用來進行免疫組織化學等組織內成分差異研究。

　　芯片實驗室　　（5）其他：如芯片實驗室（Lab on chip），用于生命物質的分離、檢測的微型化芯片。現在，已經有不少的研究人員試圖將整個生化檢測分析過程縮微到芯片上，形成所謂的“芯片實驗室”（Lab on chip）。芯片實驗室是生物芯片技術發展的最終目標。它將樣品的制備、生化反應到檢測分析的整個過程集約化形成微型分析系統。由加熱器、微泵、微閥、微流量控制器、微電極、電子化學和電子發光探測器等組成的芯片實驗室已經問世，并出現了將生化反應、樣品制備、檢測和分析等部分集成的芯片）。“芯片實驗室”可以完成諸如樣品制備、試劑輸送、生化反應、結果檢測、信息處理和傳遞等一系列復雜工作。這些微型集成化分析系統攜帶方便，可用于緊急場合、野外操作甚至放在航天器上。例如可以將樣品的制備和PCR擴增反應同時完成于一塊小小的芯片之上。再如Gene Logic公司設計制造的生物芯片可以從待檢樣品中分離出DNA或RNA，并對其進行熒光標記，然后當樣品流過固定于柵欄狀微通道內的寡核苷酸探針時便可捕獲與之互補的靶核酸序列。應用其自己開發的檢測設備即可實現對雜交結果的檢測與分析。這種芯片由于寡核苷酸探針具有較大的吸附表面積，所以可以靈敏地檢測到稀有基因的變化。同時，由于該芯片設計的微通道具有濃縮和富集作用，所以可以加速雜交反應，縮短測試時間，從而降低了測試成本。

　　主要特點

　　高通量

　　微型化

　　自動化

　　載體材料及要求

　　作為載體必須是固體片狀或者膜、表面帶有活性基因，以便于連接并有效固定各種生物分子。目前制備芯片的固相材料有玻片、硅片、金屬片、尼龍膜等。目前較為常用的支持材料是玻片，因為玻片適合多種合成方法，而且在制備芯片前對玻片的預處理也相對簡單易行。

　　載體種類

　　玻璃片、PVDF膜、聚丙烯酰氨凝膠、聚苯乙烯微珠、磁性微珠。

　　點樣機

　　生物樣品的制備

　　分離純化、壙增、獲取其中的蛋白質或DNA、RNA并用熒光標記， 才能與芯片進行反應。用DNA芯片做表達譜研究時，通常是將樣品先抽提MRNA，然后反轉錄成CDNA。同時摻入帶熒光標記的dCTP或dUTP。