( 五) 生物芯片
1991 年Affymetrix 公司的Fordor利用其所研發的光蝕刻技術制備了首個以玻片為載體的微陣列，標志著生物芯片正式成為可實際應用的分子生物學技術。時至今日，芯片技術已經得到了長足的發展，如果按結構對其進行分類，基本可分為基于微陣列( microarray) 的雜交芯片與基于微流控( microfluidic) 的反應芯片2 種。
1.微陣列芯片
( 1) 固相芯片: 微陣列基因組DNA 分析( microarray-based genomic DNAprofiling，MGDP) 芯片: 將微陣列技術應用于MGDP 檢測中已有超過十年的歷史，其技術平臺主要分為2 類，即微陣列比較基因組雜交( array-based comparative genomehybridization，aCGH) 和基因型雜交陣列( SNP array) 。顧名思義，aCGH 芯片使用待測DNA 與參比DNA 的雙色比對來顯示兩者間的拷貝數變異( CNV) 的變化，而單核苷酸多態性( single nucleotide polymorphism，SNP) 芯片則無需與參比DNA 進行比較，直接通過雜交信號強度顯示待測DNA 中的SNP 信息。隨著技術的不斷進步，目前市場上已出現可同時檢測SNP 與CNV的高分辨率混合基因陣列芯片。MGDP 芯片主要應用于發育遲緩、先天性異常畸形等兒童遺傳病的輔助診斷及產前篩查。經驗證，使用MGDP 芯片進行染色體不平衡檢測與FISH 的診斷符合率可達100%，表達譜芯片( gene expression profiling array，GEP array) : 1999 年，Duggan 等首次使用cDNA 芯片繪制了mRNA 表達譜信息。隨著表觀遺傳學在疾病發生發展中的作用日益得到重視，目前也已出現microRNA 芯片、長鏈非編碼RNA( long noncoding RNA，lncRNA) 芯片等。類似于MGDP 芯片，GEP 芯片使用反轉錄后生成的cDNA 文庫與固定于芯片載體上的核酸探針進行雜交，從而檢測雜交熒光信號的強度判斷基因的表達情況。相較于基因組雜交，GEP 芯片對生物學意義更為重要的轉錄組信息進行檢測，對疾病的診斷與預后判斷具有特殊的意義。目前使用GEP 芯片對急性髓細胞白血病、骨髓增生異常綜合征等血液病及神經退行性變等進行診斷、分類及預后評估已經獲得了令人滿意的效果;
( 2) 液相芯片:傳統固相芯片將檢測探針錨定于固相載體上捕獲目的序列，而Luminex 公司的xMAP 技術則通過搭配不同比例的2 種紅色熒光染料，將聚苯乙烯微球標記為不同的熒光色，并對其進行編碼得到具有上百種熒光編號的微球。通過xTAG 技術將不同的特異性雜交探針交聯至編碼微球上，使得不同的探針能夠通過微球編碼得以區分。利用混合后的探針-微球復合物與待測樣本進行雜交，使微球在流動鞘液的帶動下通過紅綠雙色流式細胞儀，其中紅色激光檢測微球編碼，綠色熒光檢測經雜交后核酸探針上熒光報告基團的信號強度，一次完成對單個樣本中多種靶序列的同時鑒定。目前，該技術已在囊性纖維化等遺傳性疾病診斷、多種呼吸道病毒鑒定及人乳頭瘤病毒分型取得了廣泛的應用。
2.微流控芯片
1992 年Harrison 等首次提出了將毛細管電泳與進樣設備整合到固相玻璃載體上構建“微全分析系統”的構想，通過分析設備的微型化與集成化，完成傳統分析實驗室向芯片上實驗室( lab-on-chip) 的轉變。微流控芯片( microfluidic chip) 由微米級流體的管道、反應器等元件構成，與宏觀尺寸的分析裝置相比，其結構極大地增加了流體環境的面積/體積比，以最大限度利用液體與物體表面有關的包括層流效應、毛細效應、快速熱傳導和擴散效應在內的特殊性能，從而在1 張芯片上完成樣品進樣、預處理、分子生物學反應、檢測等系列實驗過程。
目前使用微流控芯片進行指導用藥的多基因位點平行檢測是主要臨床應用領域。