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微阵列_微阵列 -DNA微阵列

DNA微阵列（DNA Microarray）也叫寡核苷酸阵列（Oligonucleitide array），是人类基因组计划（Human Geneome Project，HGP）的逐步实施和分子生物学的迅猛发展及运用的产物，它是生物学家受到计算机芯片制造和广为应用的启迪，融微电子学、生命科学、计算机科学和光电化学为一体，在原来核酸杂交（Northern、Southern）的基础上发展起来的一项新技术，它是第三次革命（基因组革命）中的主要技术之一，是生物芯片中的一种。该技术的原理是在固体表面上集成已知序列的基因探针，被测生物细胞或组织中大量标记的核酸序列与上述探针阵列进行杂交，通过检测相应位置杂交探针，实现基因信息的快速检测。

DNA微阵列技术的主要流程：

①芯片的制备：DNA芯片的制备方法有光引导原位合成法、化学喷射法、接触式点涂法、原位DNA控制合成、非接触微机械印刷法TOPSPOT和软光刻复制等。目前已能将40万种不同的DNA分子放在1 cm2的芯片上。

②样品的制备：包括样品DNA或RNA的分离提纯和用PCR技术对靶基因片段扩增以及对靶基因标记。

③杂交反应：选择合适的反应条件使生物分子间的反应处于最适反应条件。芯片杂交属固-液相杂交，影响杂交的有诸多因素，其中包括：靶标浓度、探针浓度、杂交双方的序列组成、盐浓度、温度及洗涤条件。

④芯片信号的检测与分析：样品中靶基因与固定在芯片上的探针发生特异性杂交而结合在芯片上的不同点，荧光素分子受特定波长的激发光照射出特定波长的荧光。通过特定的扫描仪获取杂交后的信号，目前用于芯片扫描的芯片扫描仪有：激光共聚焦扫描芯片和CCD芯片扫描仪，得到的数据用一个专门处理系统来对其进行处理，包括芯片数据的统计分析和生物学分析、芯片数据库积累和管理、芯片表达基因的国际互联网上检索和表达基因数据库分析等。

DNA微阵列技术最突出的特点就是可一次性检测多种样品，获得多种基因的差别表达图谱，已成功地运用cDNA微阵列同时检测l万多个基因的表达。因此，DNA微阵列是对不同材料中的多个基因表达模式进行平行对比分析的一种高产出的、新的基因分析方法。与传统研究基因差异表达的方法相比，它具有微型化、快速、准确、灵敏度高，以及在同一芯片上同时大信息量平行检测的优势。DNA微阵列技术在基因表达图谱的绘制、寻找目的基因和功能基因等研究方面已取得了显着的成绩。但其不足之处在于所点样的序列并不都是试验需要检测的，且试验所需要的分析仪器比较复杂。另外，DNA微阵列技术在分析低丰度转录体方面比较有限，要确保某种低丰度转录体包含于DNA微阵列上，需挑选非常大量的克隆进行扩增点样.

微阵列_微阵列 -纳米材料微阵列

将一维纳米材料按一定方式排列起来构成阵列体系，是当今纳米材料和纳米结构研究的前沿和热点，它是下一代纳米结构器件设计的材料基础。

有序阵列体系的构筑对于规模化功能器件例如扫描探针、场发射器、传感器等的研制具用特别重要的意义。通常的自下而上技术包括气相法、胶体化学的自(组织)组装技术等，国际上已有大量的文献和专利报道，其最大的优点是成本低、方法简便、易于规模化，然而，大面积实现高规格化仍是一大挑战。近年来，发展了基于氧化铝有序孔模板的纳米结构阵列的构建技术，借助这类技术，很容易构建量子点、纳米孔、纳米线及纳米管等阵列体系，并能实现大面积和高规格化。

微阵列在材料科学研究中的国内主要发展：

(1)阵列构筑技术

基于氧化铝模板，通过气相法、电沉积、原位溶胶－凝胶等技术，构筑了各种纳米线、纳米管、异质结纳米线等的有序排列的阵列体系。发展了催化诱导CVD技术，在孔内预先置入金属纳米颗粒作为催化剂，通过CVD过程沿孔内生长出单晶Si，GaN,等纳米线阵列体系；发展了基于模板的电沉积技术，成功地获得了一系列铁磁－非铁磁合金纳米线阵列、Bi异性结纳米线阵列；进而发展了脉冲电沉积方法，获得了金属单晶纳米线阵列；发展了“两步法”构筑氧化物纳米线阵列的技术，即：基于模板的电沉积与随后的氧化处理技术， 获得了一系列金属氧化物纳米线有序阵列体系(ZnO等)；提出基于模板孔通道内原位溶胶－凝胶合成纳米管阵列的策略，借助孔壁与孔内胶体颗粒的带电特性，可使胶体颗粒沿孔壁沉积出纳米管有序阵列，我们已成功地获得高度均匀的有序排列的Eu2O3纳米管阵列体系。

(2)纳米结构光偏振器件

纳米阵列中纳米线的定向排列，可望对入射光的垂直和平行振动分量具有选择吸收。以此为出发点，系统地研究了金属纳米线阵列的光偏振性能，发现了在1000至2200nm的近红外波段具有很好的光偏振特性，并制成微型光偏振器件，从而使得这种纳米线阵列体系可用于1.06um的光通讯微型器件以及军事目标的识别。同时，还成功地设计完成了国内第一台纳米线栅光偏振测量装置，系列结果已在Adv. Funct. Mater等刊物上发表了7篇学术论文。到目前为止国际上尚未见类似的报道。

(3) 阵列的奇异特性

在锐钛相TiO2纳米线有序阵列中观察到室温条件下三个新的荧光带，峰位分别为425nm, 465nm和525nm。揭示三个荧光带产生的来自于自束缚激子、氧空位和F+中心。利用电沉积法成功地在氧化铝模板中制备了不同直径 Bi 纳米线阵列。发现20nm 的Bi纳米线电阻曲线在50 K出现最大值，50nm 的Bi纳米线电阻曲线在258K出现最小值。且当T>50K时， 20nm 和50nm 样品的电阻曲线是负温度依赖，而70nm样品是正温度依赖，这表明在50―70nm附近Bi纳米线可能发生了半导体―半金属转变。磁电阻研究结果表明，在100K, 50nm样品的巨磁电阻达到45%，在4.2K附近, 20nm直径 Bi 纳米线阵列的磁电阻出现异常。

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