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DNA芯片是近年来生命科学和医学研究领域出现的新技术.诊断型DNA芯片能同时对多种疾病进行高通量检测、待测样品用量小、自动化程度高等独特的技术优势,是DNA芯片技术中重要的应用方向之一.尽管诊断型DNA芯片已有诸多的报道,用于临床和现场监测的DNA芯片依然不是很成熟,大多停留在实验室阶段.简单、便携式、低成本的、实时可靠的、灵敏的、重复性高的专用诊断芯片及设备具有很好的发展前景.为适应上述需求,从样品制备标记、杂交的检测方法、以及实验条件等不同方面对诊断芯片实验中所涉及的技术方法进行了改进并提出了以下五种新的技术平台:1)生物素标记的核苷酸类似物(Biotin-dUTP)掺入标记与Cy3标记的链霉亲和素(Streptavidin-Cy3)染色的方法;2)TSA信号放大(Tyramide Signal Amplification,TSA)与纳米金标银增强级联放大的比色芯片方法;3)分子信标微阵列非标记检测大肠杆菌血清型O157:H7毒力因子的方法;4)一种新的TaqMan探针微阵列技术用于核酸的非标、定量检测分析;5)一种新的基于微阵列芯片的多重可扩增探针杂交技术用于基因拷贝数变化的检测技术.该文所有的研究主要在两个生物体系,大肠杆菌血清型Escherichia coli O157:H7和肌营养不良遗传性疾病(Duchenne Muscular Dystrophy,DMD)的基础上进行的.论文的主要研究内容如下:1.针对E.coli O157:H7的eaeA、sltⅠ、sltⅡ、flicH7、rfbE、uidA和hlyA基因位点,设计了7条氨基修饰的探针制备特异性的寡核苷酸探针DNA芯片.在优化的7重PCR反应过程中,利用Biotin-dUTP直接掺入法同时标记7个靶序列.2.研究了TSA信号放大结合纳米金标银染方法级联放大杂交信号的比色芯片用于感染性E.coli O157:H7的检测.3.设计了3条特异性氨基修饰的分子信标,在醛基活化的琼脂糖膜包被的载玻片上构建了相应的分子信标微阵列.4.提出了TaqMan探针微阵列用于DNA靶序列的高通量、非标记、定量检测.设计了3条氨基修饰的TaqMan探针.5.报道了一种新的基因拷贝数变化的检测方法—基于微阵列芯片的多重可扩增探针杂交技术.根据所检测的DNA序列,制备若干具有通用引物的PCR产物作为可扩增探针组,与固定在尼龙膜上待测的基因组DNA杂交.