基因芯片（Genechip），又称DNA芯片、DNA微阵列（DNA microarray），包括寡核苷酸微阵列（Oligo-microarray）及DNA microarray，是生物芯片（biochip）中应用最广泛、技术最成熟的分支。一般分为基因表达谱芯片和DNA测序芯片。

（1）基因芯片技术及其应用特点：

基因芯片技术是一项融分子生物学、半导体微电子、激光、化学染料、生物住处学等领域各项技术，一次微排列实验可对上千种基因的表达水平、突变和多态性进行快速、准确的检测的高新技术。简单说，基因芯片就是在一块指甲大小（1cm2）的多聚赖氨酸包被的硅片上或其他固相支持物（如玻璃片、硅片、聚丙烯膜、硝酸纤维素膜、尼龙膜等）上将寡核苷酸或cDNA在芯片上做成点阵，采用机器人或点样头以大规模阵列的形式排布，形成可与目的分子（基因）相互作用，并进行反应的固相表面，在激光的顺序激发下标记荧光，根据实际反应情况，分别呈现不同的荧光发射谱征，数码相机（CCD）或激光共聚焦显微镜，根据其波长及波幅特征收集信号，作出比较和检测，从而迅速得出所要的信息。基因芯片技术基本过程可包括：

①DNA分子阵列集成，包括基因芯片的制作和探针的设计两部分。这是基因芯片的关键技术之一；

②芯片的样品制备与分子杂交。与常规方法类似，将纯化后的RNA或DNA，或人工合成的寡核苷酸进行荧光、生物素或地高辛标记，标记好的样品与基因芯片进行杂交，是杂交效率极大提高；

③杂交信号的检测与分析。通过杂交，与探针互补的样品与之结合，从而呈阳性荧光信号或生物素阳性信号，进而通过激光共聚焦显微镜、CCD相机技术对杂交信号进行采集，并将信号传至计算机系统进行处理，鉴定其中的可能生物信息。

基因芯片技术与传统杂交技术相比有检测系统微机化、自动化、高效率、高特异性和高敏感性等优点，并在研究大量基因的功能及解释基因间的相互关系上有着无可比拟的优越性。具体体现在：

①高通量、多参数同步分析：目前基因芯片制作工艺可达到在1cm2的载体平面上固定数万至数十万个探针，可对样品中数目巨大的相关基因乃至整个基因组及其信息进行同步检测和分析；

②快速全自动分析：剔除了传统核酸印记杂交方法中的电泳、转膜及与逐个探针杂交等步骤，在一定条件下使样品中的靶基因片段同时与芯片的探针各自杂交，并采用扫描仪器对杂交信号进行测量和数据的分析处理。从根本上提高了检测工作的速度和效率，极大降低了检测工作的强度和难度。

③高精确度分析：由于芯片上的每个点（探针）都可以精确定位和寻址，加上每一个探针都可以精确设计和制备，可以精确检测出不同的靶基因、同一靶基因不同的状态以及靶基因在一个硷基水平上的差别。

④高精确度分析：商品化芯片制作上的精密及检测试剂、方法上的同一，一定程度上保证了芯片检测的精密度和重现性。使不同批次，乃至不同实验室的检测结果可以进行有效的对比及分析。

⑤高灵敏度分析：芯片选用了不易产生扩散作用的载体，探针及样品靶基因的杂交点非常集中，加上杂交前样品靶基因的扩增和杂交后检测信号的扩增，极大地提高了检测的灵敏度，可以检测出1个细胞中低至1个拷贝的靶基因。从而使检测所需的样品量极大幅度减少，一般只需要10-20l样品。