生物工程技术在诸多领域中广泛应用潜力巨大前景光明，因此科学家预测生物科学将在21世纪占据主导地位并以其辉煌成就载誉科学史册。不远的将来可用于测试多种恶性疾病的微型芯片性能会日臻完善日趋崭露头角，届时DNA微型监测仪的遗传疾病诊断能力将与微处理器的逻辑运算能力并驾齐驱一争高低。

1971年，美国加利福尼亚州圣克拉拉市一家小公司完成了一项创举，将2300只晶体管微缩到一块集成电路板上并开始销售首批微型计算机芯片。起初规模很小、默默无闻的英特尔公司遂采用大规模生产方式推出微处理器，进而创立了年产值数十亿美元的个人计算机产业。25年后的今天距英特尔公司总部仅数英里之遥的一家小型新兴生物技术公司也在效仿类似的生产模式用于构造微型芯片，不过这些芯片并非处理电子而是显示人体遗传物质DNA是否出现异常病变。这家取名艾菲迈特里克斯的生物技术公司宣称，他们研制的基因芯片系统可像台式计算机系统促进商业繁荣发展一样，推动遗传学领域的研究工作：比以往任何可行的方法更快捷方便地汇总所需的信息资料。

这种随时取用仅手掌大小的基因芯片看上去并没有任何特殊的地方。一只塑料盒内装有一枚邮票大小的玻璃切片，向切片内注入一滴血样，几小时后基因芯片系统即可显示受检人体内是否存在人体免疫缺陷病毒HIV以及这种导致艾滋病的特殊病毒菌株是否携带抗药性突变体。这些测试芯片造价低廉成本仅数美元，适宜批量生产。撤换另一种芯片，同一检测系统还可以检测出450种左右任何与囊性纤维化病变相关的突变体。相比之下，标准的基因测试需花12小时显像HIV取样，而寻觅囊性纤维化病变所有的遗传致病诱因则需要一周时间。

艾菲迈特里克斯生物技术公司资深科学家戴维 · J · 洛克哈特展望说：“我们正进入译解人类基因组后期工程计划从而力争将认识所有人类基因的排列顺序。基因芯片可使我们迅速地将微型探针伸入数以千计基因序列作瞬时扫描检测并立即显示它们是否含有突变体以及基因组表达能力强弱状况。其实基因芯片的优越性是将数百次检测缩减为一次完成。”

艾菲迈特里克斯生物技术公司之所以能够快捷方便地完成整体基因组扫描检测是由于明智地采用 照相平板印刷术，这种光蚀刻技术通常是用于制造半导体器件。与常规 照相平板印刷术不同之处在于艾菲迈特里克斯公司生产的基因检测仪并非以紫外光穿透一系列掩膜方法将多层印刷电路蚀刻到硅片上，而是采用掩膜在硅晶片上制作链状NDA序列。每块掩膜的链状DNA序列构造都有所不同且不相互联接，因此周围的DNA链就可含有4种完全不同组合的DNA链节构造单元，这些高分子链节被称为接合点。经过32道自动化程序生产便可在一块芯片上制作高达65，536个独特的探针，每个探针长达8个接合点。该公司高级技术部主任罗伯特 · J · 利普沙茨评论说：“我们希望在1～2年内将探针数量增加到400，000个，实际上我们已经研制出一个含有1，000，000个探针的芯片样品。”

识别数千计微米（百万分之一米）探针的检测结果需事先作些准备工作。首先将待查的未知DNA物质从血样或组织细胞中提取出来，将DNA双螺旋线拉伸形成独立的染色体单链，再分离为DNA片断。随后将荧光分子附着DNA片断上着色，再把制备好的样本输人切片下芯片中，这些DNA片断随即在探针上浮动，并相继吸附到模拟先行分离的对应染色体单链上。那些未发现匹配的DNA片断即被冲洗掉。

1996年4月艾菲迈特里克斯生物技术公司开始销售其商品基因芯片系统及其配套的芯片，这种用于艾滋病研究的测试芯片可以查明任何与抗药性有关的内在HIV突变体。该公司分子生物学部主任托马斯金格拉斯声称：“鉴于目前我们尚不十分了解HIV的遗传演变机理，因而采用这种芯片作为临床诊断结果为时还早，不过这种测试手段正帮助我们快捷地获得这方面的知识。”此外还有其它一些芯片也在加紧研制中，其中一种芯片将能够检测一种称为P53的基因，这种基因制约已知400多种与多种类型癌症密切相关突变体的演变。

基于目前对基因检测仍存在争议，艾菲迈特里克斯生物技术公司官员强调他们不久将推出的基因测试系统仅向科研组织供货，暂不向医院和诊所实验室推荐使用。然而该公司早在96年6月出售第一批常规产品前就声明：“公司的长远战略目标是谋求获得有关当局正式批准使用并且将大批量投产基因芯片系统作为临床测试诊断的可靠依据。”显而易见，该公司正全力以赴使基因芯片达到其广泛的基本用途并期望亦如英特尔公司的拳头产品微处理器一样在市场上独占鳌头。

[Scientific American，1996年9月]