基因芯片即将DNA探针固定于固相支持物表面，从而产生DNA探针阵列，然后与样品进行杂交，通过检测杂交信号来实现对生物样品的检测及分析。基因芯片技术是高效地大规模获取相关生物信息的主要手段，其在基因表达差异分析方面的巨大优势必将在后基因组时代发挥极其重要的作用。基因芯片的设计与制备直接关系到检测的通量与结果的分析，是整个技术流程中最为关键的一步。其制备方法主要分为原位合成法与点样法，后者各个技术环节均较成熟且灵活性大，可用于制备中低密度的基因芯片，其原理是通过物理或化学的方法将DNA片段固定与固相支持物表面以获得探针阵列。在固相支持物的选择上，表面经过化学修饰的玻片与其他基底材料相比具有巨大优势而被广泛使用。在玻片表面修饰技术上，通过特异的化学修饰使其表面形成不同生物特异性的亲和基底，并通过相应的化学机理来连接、固定DNA片段。二维基因芯片暴露出固定DNA量少、检测灵敏度低、成本高等诸多缺点，而可以解决上述问题的三维亲水多孔凝胶芯片又因背景噪音、制备比较复杂而不能广泛应用。聚丙烯酰胺凝胶芯片因具有简单的化学机理、高探针密度与相对高的热稳定性等优点而被不断发展，但仍不能很好解决背景噪音问题，且传统制备过程不能保证样品的均匀一致。因此，本文围绕新的制备方法及对背景噪音的处理展开讨论，优化制备条件及电泳条件，并将其应用与SNP与DNA甲基化的检测中。具体内容如下： 1．聚丙烯酰胺凝胶芯片制备及在 SNP 分型中的应用我们首先提出新的丙烯酰胺修饰核酸的固定方法——将丙烯酰胺基团修饰的 DNA、丙烯酰胺单体、过硫酸铵按比例混合后点样于玻片表面，在真空环境下利用四甲基乙二胺的挥发并接触阵点，从而促使预聚合物形成聚丙烯酰胺凝胶。利用普通电泳槽电泳代替传统的洗涤来清除非特异性键合的探针，并优化了电泳电压、时间、温度以获得最佳荧光信号。进一步研究了DNA浓度对结果的影响，单碱基错配的识别，PCR 产物不同变性条件及不同纯化处理对结果的影响。最终将其应用到冠心病相关基因OLR-1的C14417G位点的识别。 2．聚丙烯酰胺凝胶芯片与Linker-PCR结合检测。DNA 甲基化在p16基因甲基化检测中，电化学方法虽具有极高的灵敏度，但电极修饰探针过程耗时且操作麻烦，每次只能检测一个样本的一个甲基化位点，不能实现高通量检测，且检测特异性较差。二维芯片缺点在于信号极弱，甚至无法检测出，此外还得纯化PCR产物来提高DNA的连接效率与稳定性。利用聚丙烯酰胺凝胶芯片的优势可解决上述问题。将一定浓度不同样本加以固定后，用普通荧光探针杂交便可检测，满足高通量、廉价与便捷。 3．在片反转检测DNA甲基化我们首次提出该设想即：将DNA酶切后，在酶切端口连接上丙烯酰胺基团修饰的Linker，从而将DNA片段全部固定于玻片上，并采用传统的亚硫酸氢盐修饰，以暴露所有的甲基化位点信息。先采用pUC19质粒DNA为实验材料，人为设计两个相邻甲基化位点及三组探针(完全匹配、一个错配、完全错配)，优化了预聚合物体系，亚硫酸氢盐修饰条件、电泳条件，考察了在片反转对甲基化位点检测的灵敏度及可信度。以便固定大量不同人基因组DNA，同时在片反转检测后，根据需要选择性检测甲基化位点。