基因芯片带来医学革命
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在我们的日常生活中，以前连想也不敢想的事情正在悄悄地帮助人们不断提高生活质量。而基因芯片就是其中之一。
北京市每年会为约20万新生儿免费进行耳聋基因筛查
本世纪初，人类基因组图谱绘制成功，揭开了组成人体4万个基因的30亿个碱基对的秘密。这项计划最重要的意义是在于加深我们对自身的认识，从而提高我们的生存质量。而在人类基因组揭秘这一重大事件完成后。对于基因的研究，更加突飞猛进……
如果不是在医院进行免费的 “新生儿遗传性耳聋基因筛查”。 虽然本身听力是正常的，但或许带有耳聋基因的瑞瑞会因误服链霉素、庆大霉素等药物造成耳聋。
拿到基因筛查结果，瑞瑞的妈妈惊出了一身冷汗。但幸运的是，携带这种基因的孩子只要注意用药，并在每次就诊时，向医生出示“用药指南卡”，医生在选择药品时，就会按照指南，避开会造成孩子耳聋的十多种药品。
2012年，北京市约20万新生儿都会享受到这项免费的耳聋基因筛查。他们中的数百名孩子将避免由于用药致残。这项筛查所应用的，正是基因芯片技术。
基因芯片并不是 “新兵”
基因芯片，对于大多数人来说，还是一个陌生的名词。然而在科学界，它并不是一名“新兵”。
基因芯片的概念，诞生于上世纪80年代的欧洲。经过科学家的不断探索，基因芯片在美国开花结果。1996年，美国昂飞公司（Affymetrix）成功的制作出世界上第一批用于药物筛选和实验室试验用的基因芯片，此后世界各国在芯片研究方面迅速跟进。而这家公司也成了世界上赫赫有名的基因芯片制造商。
由于基因芯片的巨大市场前景，在此方面较为领先的美国政府和产业界在过去的10年间共投入近20亿美元用于以基因芯片为主的研究开发与产业化，欧洲与日本的投入强度也越来越大。此外，世界各个大型制药公司也都已建立了或正在建立自己的芯片设备和技术，几乎所有的跨国制药公司都投入巨资利用基因芯片开展新药的超高通量筛选和药理遗传学、药理基因组学等研究。据统计，1997年基因芯片的市场仅为1200万美元，仅仅四年后，全球基因芯片的市场已达170亿美元。
邮票大小的基因芯片
在基因芯片的发展大潮下，它也日渐受到人们的关注。在国际学术期刊《化学技术》的封面上，曾经刊登过一幅漫画解释何为基因芯片。漫画上画的是一对正在举行婚礼的新人，穿着燕尾服的新郎身体被画成一张计算机芯片，而新娘的身体则是DNA的双螺旋。这寓意着他们的结合，就是基因芯片。
“这只是一个很形象的比喻，但实际上基因芯片远没有如此简单。基因芯片是一个涉及众多学科的复杂工程。”在一次有关基因芯片的讲座上，中国工程院院士、基因芯片北京国家工程研究中心主任程京告诉记者。
基因芯片是指在一块邮票大小的，可能是由玻璃、陶瓷、塑料或者硅等物质构成的基片上，通过一系列技术手段固定细胞或细胞内相关基因或蛋白的生物信息。当我们将它用于临床时，通过收集人体的血液或尿液、痰液等待测样品，与芯片上的已有DNA信息发生“碱基互补”反应，产生相应信号，再用计算机分析数据就可快捷获得待测样品的基因信息，从而用于基因检测、治病、预防等领域。
用农民“插秧”的方法制作芯片
以耳聋为例。芯片制作时，将一些含有已知7种耳聋基因的生物分子（如细胞内相关基因或蛋白），放到芯片的表面上，这个过程非常类似于农民“插秧”的方法，只不过基因芯片插秧时用的是机械手。经过“插秧”，芯片上的生物分子排列成整齐的阵列状。这个过程叫做“点样”。机械手上装有一根或多根微点样针，根据需要点制出各种芯片。点样针的头部有一个样品通道，用来存放一定体积的样品。由于基因芯片的体积小，它所需要的样品极其微量，往往10微升样品就可以点制上千张芯片。
而检测的原理简单来说是这样的。基因芯片的检测就是一个配对的原理。DNA是一个双螺旋结构，它由两个链咬合旋转组成。芯片上虽然放置着含有耳聋基因的信息，但是为了后续检测，芯片上只放置了基因双螺旋链中的一个链，也就是之前芯片上插好的“秧苗”。在检测时，拿来需要的被检样品。根据碱基配对的原理，如果样品中的链和之前的“秧苗”链相互反应，像拉链一样相互“咬合”起来，形成一个完整的双螺旋结构。那么就是配对的成功，就预示着被检物种也存在着。
基因芯片检测通量高，携带便利
基因芯片之所以如此受人喜爱。与它自身的特点不无关系。
王笑峰是上海复旦大学生命科学学院副教授，检测疾病位点是他日常工作中经常进行的一项。而在这个过程中，他常会用到基因芯片进行检测。
“这确实是一个比较先进的方法。因为它通量高，做实验很快。”王笑峰告诉记者，如果用老的方法检测比如中风、心梗等基因的位点可能需要1年，如果用基因芯片，可能3个月就能完成。
基因芯片能达到检测快速的秘诀，就在于它的芯片上，是以阵列的形式，均匀地分布着成千上万个生物信息，这些海量的信息，可以一次性地通过检测得出结果。“以前在检测时，必须手工操作，并且一个位点、一个位点地进行检测。一次几万个的检测速度，和一次一个的检测速度，绝对是不一样的。”王笑峰说。
芯片这种特点，也为像肝癌这种复杂疾病的治疗提供了便利。在肝癌手术后，病灶是否切除干净，用什么药治疗合适，病人不用药的生存期多长，容不容易转移等等很多问题，都会在临床提出。如果针对这些问题进行基因的检测，就会出现海量的基因数据，这些数据光靠人手工去对比是无法处理的。所以，利用基因芯片、利用计算机、利用生物信息学、统计学的方法，获悉这些数据将便利得多。
而且基因芯片体积比较小，便携性比较好。就像一个小型的“生物实验室”。可以把生命科学研究中许多不连续的分析过程，比如样品制备、化学反应和分离检测，移植到芯片中使其连续化和微型化。原来这些各自分离的分析设备要占用很多层楼。在分析速度成千上万倍提高的同时，所需样品的量也成千上万倍减少。
有一些大胆的设想认为，将来我们甚至可以有一些很小的“傻瓜型”分析仪，可以携带在身上，携带者按说明书的指示自己取样，这个分析仪就可以告诉你身体出了什么问题，然后通过因特网将这些数据传送给医生，这样就不必到医院里检查了，若如此，有可能将来医院的检验科将会消失。再过几年，我们就可以实现远程诊断和治疗了。如果解决了生物兼容性问题，将来可以将基因芯片植入人体，通过芯片了解人们的身体健康状况，变现在的治疗医学为将来的预防医学。
虽然现在这些并没有实现，但这些目前还是设想的想法，谁能保证将来不会变成现实呢？