生物晶片技术起源于核酸分子杂交。所谓生物晶片一般指高密度固定在互相支持介质上的生物信息分子（如基因片段、DNA片段或多肽、蛋白质、糖分子、组织等）的微阵列杂交型晶片（micro-arrays），阵列中每个分子的序列及位置都是已知的，并且是预先设定好的序列点阵。微流控晶片（microfluidic chips）和液相生物晶片是比微阵列晶片后发展的生物晶片新技术，生物晶片技术是系统生物技术的基本内容。

生物晶片（biochip或bioarray）是根据生物分子间特异相互作用的原理，将生化分析过程集成于晶片表面，从而实现对DNA、RNA、多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量快速检测。狭义的生物晶片概念是指通过不同方法将生物分子（寡核苷酸、cDNA、genomic DNA、多肽、抗体、抗原等）固着于硅片、玻璃片（珠）、塑胶片（珠）、凝胶、尼龙膜等固相递质上形成的生物分子点阵。因此生物晶片技术又称微陈列（microarray）技术，含有大量生物信息的固相基质称为微阵列，又称生物晶片。生物晶片在此类晶片的基础上又发展出微流体晶片（microfluidics chip），亦称微电子晶片（microelectronic chip），也就是缩微实验室晶片。

什幺是生物晶片呢？简单说，生物晶片就是在一块玻璃片、硅片、尼龙膜等材料上放上生物样品，然后由一种仪器收集信号，用计算机分析数据结果。人们可能很容易把生物晶片与电子晶片联繫起来。事实上，两者确有一个最基本的共同点：在微小尺寸上具有海量的数据信息。但它们是完全不同的两种东西，电子晶片上布列的是一个个半导体电子单元，而生物晶片上布列的是一个个生物探针分子。

像花布一样五彩斑斓的生物晶片

晶片的概念取之于集成的概念，如电子晶片的意思就是把大的东西变成小的东西，集成在一起。生物晶片也是集成，不过是生物材料的集成。像实验室检测一样，在生物晶片上检查血糖、蛋白、酶活性等，是基于同样的生物反应原理。所以生物晶片就是一个载体平台。这个平台的材料则有很多种，如硅，玻璃，膜（纤维素膜）等，还有一些三维结构的多聚体，平台上则密密麻麻地摆满了各种生物材料。晶片只是一个载体。做什幺东西、检测什幺，还是靠生物学家来完成。也就是说，原来要在很大的实验室中需要很多个试管的反应，现在被移至一张晶片上同时发生了。

进入21世纪，随着生物技术的迅速发展，电子技术和生物技术相结合诞生了半导体晶片的兄弟——生物晶片，这将给我们的生活带来一场深刻的革命。这场革命对于全世界的可持续发展都会起到不可估量的贡献。

生物晶片技术的发展最初得益于埃德温·迈勒·萨瑟恩（Edwin Mellor Southern）提出的核酸杂交理论，即标记的核酸分子能够与被固化的与之互补配对的核酸分子杂交。从这一角度而言，Southern杂交可以被看作是生物晶片的雏形。弗雷德里克·桑格（Fred Sanger）和吉尔伯特（Walter Gilbert）发明了现在广泛使用的DNA测序方法，并由此在1980年获得了诺贝尔奖。另一个诺贝尔奖获得者卡里·穆利斯（Kary Mullis）在1983年首先发明了PCR，以及后来在此基础上的一系列研究使得微量的DNA可以放大，并能用实验方法进行检测。

Fred Sanger

Walter Gilbert

Kary Mullis

生物晶片这一名词最早是在二十世纪八十年代初提出的，当时主要指分子电子器件。它是生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术，主要是指通过微加工技术和微电子技术在固格体晶片表面构建的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的準确、快速、大信息量的检测。美国海军实验室研究员卡特（Carter） 等试图把有机功能分子或生物活性分子进行组装，想构建微功能单元，实现信息的获取、贮存、处理和传输等功能。用以研製仿生信息处理系统和生物计算机，从而产生了"分子电子学"，同时取得了一些重要进展：如分子开关、分子贮存器、分子导线和分子神经元等分子器件，更引起科学界关注的是建立了基于DNA或蛋白质等分子计算的实验室模型。

进入二十世纪九十年代，人类基因组计画(Human Genome Project，HGP)和分子生物学相关学科的发展也为基因晶片技术的出现和发展提供了有利条件。与此同时，另一类"生物晶片"引起了人们的关注，通过机器人自动列印或光引导化学合成技术在硅片、玻璃、凝胶或尼龙膜上製造的生物分子微阵列，实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞或其它生物组分準确、快速、大信息量的筛选或检测。

●1991年Affymatrix公司福德（Fodor）组织半导体专家和分子生物学专家共同研製出利用光蚀刻光导合成多肽；

最早微阵列图片

●1992年运用半导体照相平板技术，对原位合成製备的DNA晶片作了首次报导，这是世界上第一块基因晶片；

●1993年设计了一种寡核苷酸生物晶片；

●1994年又提出用光导合成的寡核苷酸晶片进行DNA序列快速分析；

●1996年灵活运用了照相平板印刷、计算机、半导体、雷射共聚焦扫描、寡核苷酸合成及萤光标记探针杂交等多学科技术创造了世界上第一块商业化的生物晶片；

●1995年，史丹福大学布朗（P．Brown）实验室发明了第一块以玻璃为载体的基因微矩阵晶片。

●2001年，全世界生物晶片市场已达170亿美元，用生物晶片进行药理遗传学和药理基因组学研究所涉及的世界药物市场每年约1800亿美元；

●2000-2004年的五年内，在套用生物晶片的市场销售达到200亿美元左右。

●2005年，仅美国用于基因组研究的晶片销售额即达50亿美元，2010年有可能上升为400亿美元，这还不包括用于疾病预防及诊治及其它领域中的基因晶片，部分预计比基因组研究用量还要大上百倍。因此，基因晶片及相关产品产业将取代微电子晶片产业，成为21世纪最大的产业。

●2004年3月，英国着名谘询公司弗若斯特·沙利文(Frost & Sulivan)公司出版了关于全球晶片市场的分析报告《世界DNA晶片市场的战略分析》。报告认为，全球DNA生物晶片市场每年平均增长6.7%，2003年的市场总值是5.96亿美元，2010年将达到93.7亿美元。纳侬市场（NanoMarkets）调研公司预测，以纳米器械作为解决方案的医疗技术将在2009年达到13亿美元，并在2012年增加到250亿美元，而其中以晶片实验室最具发展潜力，市场增长率最快。

●2012年12月，三位美国科学家获得了美国专利与商标办公室（ US PTO）授予的一项关于量子级神经动态计算晶片专利，该晶片功能强大，能够通过高速非标準运算模拟解决问题，将为未来量子计算领域的发展起到巨大的推动作用。该电脑晶片是生物过程和物理过程的结合，通过模仿生物系统在接口界面运用突触神经元连线并反馈学习，有潜力赋予计算机超强的运算能力和超快的速度，可广泛运用于军用和民用领域，而该专利则涉及生产该电脑晶片的几种不同途径。

我国生物晶片研究始于1997-1998年间，儘管起步较晚，但是技术和产业发展迅速，实现了从无到有的阶段性突破，并逐步发展壮大，生物晶片已经从技术研究和产品开发阶段走向技术套用和产品销售阶段，在表达谱晶片、重大疾病诊断晶片和生物晶片的相关设备研製上取得了较大成就。2008年我国生物晶片市场约为1亿美元，并正以20%以上的速度增长，至2020年生物晶片市场将达到9亿美元。

从2000年开始，国家就陆续投入了大笔资金对生物晶片的系统研发给予了支持，建立了北京国家晶片工程中心、上海国家晶片工程中心、西安微检验工程中心、天津生物晶片公司、南京生物晶片实验室等研发机构，为我国在这一新型高科技领域的自主创新和产业化能力奠定了坚实的基础，由此形成了以北京、上海两个国家工程研究中心为龙头，天津、西安、南京、深圳、哈尔滨等地50余家生物晶片研究机构和百余家生物晶片企业的蓬勃发展局面，形成了“北有博奥，南有博星”的企业格局。

目前，由于技术壁垒的限制，国内生物晶片销售利润率都维持在较高水平，并且竞争性企业少；但是也有一些企业连续几年处于亏损状态，主要是由于技术商业化程度比较低或者存在困难。预计未来几年，中国生物晶片市场盈利能力依然处在较高水平。目前，越来越多的研究机构和企业投入到生物晶片这一领域，虽然还有很多相关技术仍然制约着生物晶片技术的快速发展。

2011年6月24日，生物晶片北京国家工程研究中心烟台分中心在毓璜顶医院落成。这是既2007年在新疆建起第一家分中心，包括山西、宁夏、山东烟台，已经建起四家分中心。

2011年，博奥生物生物晶片产业化道路进一步推进。其研发的全球第一张用于临床的致聋基因检测晶片在北京市高危人群致聋基因筛查项目中得到完美套用。北京市16个区县20839位持证听力残疾者接受了耳聋基因筛查，共有2899人因检测出携带致聋基因突变而初步确定或疑为遗传性聋或药物性聋，平均突变检出率高达13.92%。

生物晶片将会给21世纪整个人类生活带来一场“革命”。生物晶片行业研究小组认为，随着我国生物晶片科技的发展，其产业化水平快速提高，虽然仍有许多技术难题制约着生物晶片技术的快速发展，但随着投入的加大和技术水平的提高，生物晶片产业也有望与“微电子晶片”并列成为21世纪最大的产业之一。

生物晶片从上世纪90年代开始发展，一直属于尖端科学，同样参与了人类基因组的中国在这方面没有落后，出现了不少研究生物晶片的厂商和科研机构，并在国际上有了一定的影响。

中国生物晶片研究始于1997~1998年间，在此之前生物晶片技术在中国还是空白。儘管起步较晚，但是中国生物晶片技术和产业发展迅速，实现了从无到有的阶段性突破，并逐步发展壮大。截止到2006年，中国生物晶片的产值已达到2亿多元，生物晶片研究已经从实验室进入套用阶段。据有关资料表明，在市场销售方面，2004年国内市场分额为2亿元，约占全球市场的2%左右。其中主要由863计画支持的几家国内企业出售的生物晶片以及提供的相关服务累计销售收入约1.1亿元人民币，所有代理国外产品及服务总计为9000万。

“十五”期间，国家“863”计画重点组织实施了“功能基因组及生物晶片研究”重大专项，对生物晶片的系统研发给与了倾斜性支持。从2000年开始，国家还陆续投入大笔资金，建立了北京国家晶片工程中心、上海国家晶片工程中心、西安微检验工程中心、天津生物晶片公司、南京生物晶片重点实验室共五个生物晶片研发基地，为加强中国在这一新兴高科技领域的自主创新和产业化能力奠定了坚实的基础。目前，生物晶片产业在中国已初见端倪并初具规模，形成了以北京、上海两个国家工程研究中心为龙头，天津、西安、南京、深圳、哈尔滨等地近50家生物晶片研发机构和30多家生物晶片企业蓬勃发展的局面。到2006年为止，中国已有500余种生物晶片及相关产品问世，从2002到2005年累计销售额近2.5亿元，10余个晶片或相关产品获得了国家新药证书、医疗器械证书或其他认证，并已实现产业化生产。

北京国家晶片工程中心办公室

例如深圳益生堂研製的C型肝炎病毒分片段抗体检测试剂(蛋白质片)、北京博奥公司的微阵列晶片扫瞄器等六种晶片及设备被国家食品药品监督管理局(SFDAO)已批准注册，获得新药证书或医疗器械证书。另外，被国家食品药品监督管理局受理的有10 个。中国是世界上批准生物晶片进入临床最早的国家，比美国早近3 年。

为了加强生物晶片的研发与产业化，缩短与国际上的差距，中国分别在北京和上海建立了两个国家级的研究中心。中心现已初步形成了生物晶片技术产业化联合舰队式的企业发展格局，通过了IS09001：2000版质量管理体系认证，成立基因晶片部、蛋白抗体部、产品开发部、生物信息部和以组织晶片为特色的上海芯超生物科技有限公司、以基因分型为特色的上海南方基因科技有限公司、以市场行销为主的上海沪晶生物科技有限公司以及以专业诊断产品研发和生产的上海华冠生物晶片有限公司、江苏海晶诊断科技有限公司、中美合资上海英伯肯医学生物技术有限公司等多个为产业化依託的具有良好的自我循环能力的专业子公司。

在激烈的国际竞争中，中国生物晶片产业不仅实现了跨越式的发展，而且已经走出国门，成为世界生物晶片领域一股强大的力量。例如中国科学家自主研製的雷射共焦扫瞄器向欧美、韩国等地区的出口订单已经达到百台级规模，实现了中国原创性生命科学仪器的首次出口，未来三年将保持更高速度的增长，这标誌着中国生物晶片企业正式迈入国际领先者行列，也使生物晶片北京国家工程研究中心进入国际市场的产品达到了5 种。

近年取得的科研成果如下：

●“十五”期间，中国生物晶片研究共申请国内专利356项，国外专利62项。

●2005年4月，由科技部组织实施的国家重大科技专项“功能基因组和生物晶片”在生物晶片产业取得阶段成果，诊断检测晶片产品、高密度基因晶片产品、食品安全检测晶片、拥有自主智慧财产权的生物晶片创新技术创建等一系列成果蜂拥而出。

●2005年，由“长江学者特聘教授”、南开大学王磊博士任首席科学家的国家“863”专项—“重要病原微生物检测生物晶片”课题组经过两年的潜心科研攻关，取得重大成果，“重要致病菌检测晶片”第一代样品研製成功，并且开始制定企业和产品的质量标準，这标誌着中国第一个具有世界水平的微生物晶片研究进入产业化阶段，从而使天津市建设世界级微生物检测生物晶片研发和产业化基地，抢占全球生物晶片研发制高点迈出历史性的一步。

●2005年4月26日，中国生物晶片产业的骨干企业北京博奥生物晶片有限责任公司（生物晶片北京国家工程研究中心）和美国昂飞公司(Affymetrix)建立战略合作关係，并共同签订了《生物晶片相关产品的共同研发协定》和《DNA晶片服务平台协定》两个重要的全面合作协定，对于中国生物晶片产业来说这是一个历史的时刻，也标誌着以博奥生物为代表的中国生物晶片企业已在全球竞争日益激烈的生物晶片产业中跻身领跑者的地位。

●2006年，生物晶片北京国家工程研究中心又成功研製了一种利用生物晶片对骨髓进行分析处理的技术，这在全球尚属首次，可以大大提高骨髓分型的速度和準确度。这种用于骨髓分型的生物晶片，只有手指大小，仅一张就可以存储上万个人的白细胞抗原基因。过去在中国，这种技术长期依赖进口，价格很高。每进行一份骨髓分型，就要支付500元的费用，而这种晶片的造价只是国外的1/3，精密度可以超过99%，比国外高出好几个百分点。

●2006年7月，中国科学院力学研究所国家微重力实验室靳刚课题组在中科院知识创新工程和国家自然科学基金的资助下，主持研究的“蛋白质晶片生物感测器系统”实现实验室样机，目前已实现B肝五项指标同时检测、肿瘤标誌物检测、微量抗原抗体检测、SARS抗体药物鉴定、病毒检测及急性心肌梗死诊断标誌物检测等多项套用实验。全程只需40分钟，採血只需几十微升血液。该项研究成果有望为中国的生物晶片技术开闢新的途径。

●2006年，由东北大学方肇伦院士领衔国内10家高校、科研单位共同打造的晶片实验室“微流控生物化学分析系统”通过验收，该项研究成果将使中国医疗临床化验发生革命性变革，彻底改变了中国在微流控分析领域的落后面貌。

●2006年，第四军医大学预防医学系郭国祯採用辐射生物学效应原理，套用Mpmbe软体设计探针筛选参与辐射生物学效应基因，成功研製出一款由143个基因组成的电离辐射相关低密度寡核苷酸基因晶片，该晶片为检测不同辐射敏感性肿瘤细胞的差异表达基因提供了一个新的技术平台。

●2006年03月西安交通大学第二医院检验科何谦博士等成功研发出C型肝炎病毒(HCV)不同片段抗体蛋白晶片检测新技术。该技术的问世，为C型肝炎患者的确诊、献血人员的筛选及治疗药物的研发等，提供了先进的检测手段。

●此外，美国史丹福大学华裔科学家王善祥及其研究团队利用磁纳米技术有望取代通常採用的萤光探测癌蛋白技术，更快更方便地获得检测结果；中国台北荣民总医院和赛亚基因科技共同研发生物晶片，可快速找出遗传疾病的异常基因，将可成为家族筛检的利器。

对于中国生物晶片工业来讲。关键问题有3个：

(1)製作技术：晶片製作技术原理并不複杂，就製作涉及的每项技术而言，中国已具有实际能力，中国发展生物晶片的难点是如何实现各种相关技术的整合集成。

(2)基因、蛋白质等前沿研究：除去製作技术外，关键就是晶片上放置的基因和蛋白质等物质了。如果製作用于检测核苷酸多态性以诊断某种遗传病，或者用于基因测序，那幺晶片探针上一般放置的是有8个硷基的寡核苷酸片段，基因晶片和蛋白质晶片则相应放置的是基因标誌性片段EST(表达序列标籤)、全长基因或蛋白质。因此製作生物晶片首先要解决的是DNA探针、基因以及蛋白质的儘可能全面和快速地收集问题。

(3)专利和产权：以生物晶片技术为核心的各相关产业正在全球崛起，一个不容忽视的问题就是专利和产权的问题。专家指出世界工业已开发国家已开始有计画、大投入、争先恐后地对该领域智慧财产权进行跑马圈地式的保护。北京国家工程研究中心主任程京教授说：“就生物晶片领域而言，目前全世界都在‘跑马圈地’，专利和自主产权比什幺都重要。我们不能再像计算机晶片那样受制于人。”现在，科学家、企业家和金融界已经联起手来，组成了结构上更为合理、运作上更具可操作性的商业运行构架，通过全球定位布局，建立产权结构清晰的公司．为生物晶片在中国的产业化奠定良好基础。

生物晶片虽然只有10多年的历史，但包含的种类较多，分类方式和种类也没有完全的统一。

(1)生物电子晶片：用于生物计算机等生物电子产品的製造。

(2)生物分析晶片：用于各种生物大分子、细胞、组织的操作以及生物化学反应的检测。

前一类目前在技术和套用上很不成熟，一般情况下所指的生物晶片主要为生物分析晶片。

(1)主动式晶片：是指把生物实验中的样本处理纯化、反应标记及检测等多个实验步骤集成，通过一步反应就可主动完成。其特点是快速、操作简单，因此有人又将它称为功能生物晶片。主要包括微流体晶片(microftuidic chip)和缩微晶片实验室(lab on chip，也叫“晶片实验室”，是生物晶片技术的高境界)。

(2)被动式晶片：即各种微阵列晶片，是指把生物实验中的多个实验集成，但操作步骤不变。其特点是高度的并行性，目前的大部分晶片属于此类。由于这类晶片主要是获得大量的生物大分子信息，最终通过生物信息学进行数据挖掘分析，因此这类晶片又称为信息生物晶片。包括基因晶片、蛋白晶片、细胞晶片和组织晶片。

(1)基因晶片(gene chip)：又称DNA晶片(DNA chip)或DNA微阵列(DNA microarray)，是将cDNA或寡核苷酸按微阵列方式固定在微型载体上製成。

(2)蛋白质晶片(protein chip或protein microarray)：是将蛋白质或抗原等一些非核酸生命物质按微阵列方式固定在微型载体上获得。晶片上的探针构成为蛋白质或晶片作用对象为蛋白质者统称为蛋白质晶片。

(3)细胞晶片(cell chip)：是将细胞按照特定的方式固定在载体上，用来检测细胞间相互影响或相互作用。

(4)组织晶片(tissue chip)：是将组织切片等按照特定的方式固定在载体上，用来进行免疫组织化学等组织内成分差异研究。

(5)其他：如晶片实验室(Lab on chip)，用于生命物质的分离、检测的微型化晶片。现在，已经有不少的研究人员试图将整个生化检测分析过程缩微到晶片上，形成所谓的“晶片实验室”(Lab on chip）。晶片实验室是生物晶片技术发展的最终目标。它将样品的製备、生化反应到检测分析的整个过程集约化形成微型分析系统。由加热器、微泵、微阀、微流量控制器、微电极、电子化学和电子发光探测器等组成的晶片实验室已经问世，并出现了将生化反应、样品製备、检测和分析等部分集成的晶片）。“晶片实验室”可以完成诸如样品製备、试剂输送、生化反应、结果检测、信息处理和传递等一系列複杂工作。这些微型集成化分析系统携带方便，可用于紧急场合、野外操作甚至放在太空飞行器上。例如可以将样品的製备和PCR扩增反应同时完成于一块小小的晶片之上。再如Gene Logic公司设计製造的生物晶片可以从待检样品中分离出DNA或RNA，并对其进行萤光标记，然后当样品流过固定于栅栏状微通道内的寡核苷酸探针时便可捕获与之互补的靶核酸序列。套用其自己开发的检测设备即可实现对杂交结果的检测与分析。这种晶片由于寡核苷酸探针具有较大的吸附表面积，所以可以灵敏地检测到稀有基因的变化。同时，由于该晶片设计的微通道具有浓缩和富集作用，所以可以加速杂交反应，缩短测试时间，从而降低了测试成本。

晶片实验室

提高实验进程，利于显示图谱的快速对照和阅读

减少试剂用量和反应液体积，提高样品浓度和反应速度

减低成本和保证质量

作为载体必须是固体片状或者膜、表面带有活性基因，以便于连线并有效固定各种生物分子。目前製备晶片的固相材料有玻片、硅片、金属片、尼龙膜等。目前较为常用的支持材料是玻片，因为玻片适合多种合成方法，而且在製备晶片前对玻片的预处理也相对简单易行。

玻璃片、PVDF膜、聚丙烯醯氨凝胶、聚苯乙烯微珠、磁性微珠。

分离纯化、圹增、获取其中的蛋白质或DNA、RNA并用萤光标记， 才能与晶片进行反应。用DNA晶片做表达谱研究时，通常是将样品先抽提MRNA，然后反转录成CDNA。同时掺入带萤光标记的dCTP或dUTP。

包括原位合成和预合成后点样。

原位合成：适用于寡核苷酸，通过光引导蚀刻技术。已有P53、P450，BRCAI/BRCA2 等基因突变的基因晶片。

预合成后点样：是将提取或合成好的多肽、蛋白、寡核苷酸、cDNA、基因组DAN等通过特定的高速点样机器人直接点在晶片上。该技术优点在于相对简易低廉，被国内外广泛使用。

接触式点样：是指列印针从多孔板取出样品后直接列印在晶片上。列印时针头与晶片接触。优点是探针密度高，通常一平方厘米可列印2500个探针。缺点是定量準确性及重现性不太好。

非接触式点样：针头与晶片保持一定距离。优点是定量準确重现性好，缺点是喷印的斑点大，密度低。通常一平方厘米只有400点。但是日本佳能公司能把喷印点直径大小由150-100μm降到30-25μm。可将哺乳动物整个基因组DNA点阵于一张晶片上成为可能。

按照美国生物晶片製备标準，使用寿命约为10-15年。

基因表达水平的检测　用基因晶片进行的表达水平检测可自动、快速地检测出成千上万个基因的表达情况。谢纳(M.Schena) 等用人外周血淋巴细胞的cDNA文库构建一个代表1046个基因的cDNA微阵列，来检测体外培养的T细胞对热休克反应后不同基因表达的差异，发现有5个基因在处理后存在非常明显的高表达，11个基因中度表达增加和6个基因表达明显抑制。该结果还用萤光素交换标记对照和处理组及RNA印迹方法证实。在HGP完成之后，用于检测在不同生理、病理条件下的人类所有基因表达变化的基因组晶片为期不远了。

基因诊断　从正常人的基因组中分离出DNA与DNA晶片杂交就可以得出标準图谱。从病人的基因组中分离出DNA与DNA晶片杂交就可以得出病变图谱。通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNA信息。这种基因晶片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。例如Affymetrix公司，把p53基因全长序列和已知突变的探针集成在晶片上，製成p53基因晶片，将在癌症早期诊断中发挥作用。又如，Heller等构建了96个基因的cDNA微阵，用于检测分析风湿性关节炎（RA）相关的基因，以探讨DNA晶片在感染性疾病诊断方面的套用。

药物筛选　利用基因晶片分析用药前后机体的不同组织、器官基因表达的差异。如果再cDNA表达文库得到的肽库製作肽晶片，则可以从众多的药物成分中筛选到起作用的部分物质。还有，利用RNA、单链DNA有很大的柔性，能形成複杂的空间结构，更有利与靶分子相结合，可将核酸库中的RNA或单链DNA固定在晶片上，然后与靶蛋白孵育，形成蛋白质-RNA或蛋白质-DNA複合物，可以筛选特异的药物蛋白或核酸，因此晶片技术和RNA库的结合在药物筛选中将得到广泛套用。在寻找HIV药物中，Jellis等用组合化学合成及DNA晶片技术筛选了654536种硫代磷酸八聚核苷酸，并从中确定了具有XXG4XX样结构的抑制物，实验表明，这种筛选物对HIV感染细胞有明显阻断作用。生物晶片技术使得药物筛选，靶基因鉴别和新药测试的速度大大提高，成本大大降低。

个体化医疗　临床上，同样药物的剂量对病人甲有效可能对病人乙不起作用，而对病人丙则可能有副作用。在药物疗效与副作用方面，病人的反应差异很大。这主要是由于病人遗传学上存在差异（单核苷酸多态性，SNP），导致对药物产生不同的反应。如果利用基因晶片技术对患者先进行诊断，再开处方，就可对病人实施个体最佳化治疗。另一方面，在治疗中，很多同种疾病的具体病因是因人而异的，用药也应因人而异。例如B肝有较多亚型，HBV基因的多个位点如S、P及C基因区易发生变异。若用B肝病毒基因多态性检测晶片每隔一段时间就检测一次，这对指导用药防止B肝病毒耐药性很有意义。

基因晶片利用固定探针与样品进行分子杂交产生的杂交图谱而排列出待测样品的序列，这种测定方法快速而具有十分诱人的前景。研究人员用含135000个寡核苷酸探针的阵列测定了全长为16.6kb的人线粒体基因组序列，準确率达99%。用含有48000个寡核苷酸的高密度微阵列分析了黑猩猩和人BRCA1基因序列差异，结果发现在外显子约3.4kb长度範围内的核酸序列同源性在98.2%到83.5%之间，提示了二者在进化上的高度相似性。

生物信息学研究　人类基因组计画是人类为了认识自己而进行的一项伟大而影响深远的研究计画。目前的问题是面对大量的基因或基因片断序列如何研究其功能，只有知道其功能才能真正体现HGP计画的价值--破译人类基因这部天书。后基因组计画、蛋白组计画、疾病基因组计画等概念就是为实现这一目标而提出的。生物信息学将在其中扮演至关重要的角色。生物晶片技术就是为实现这一环节而建立的，使对个体生物信息进行高速、并行採集和分析成为可能，必将成为未来生物信息学研究中的一个重要信息採集和处理平台，成为基因组信息学研究的主要技术支撑。生物晶片作为生物信息学的主要技术支撑和操作平台，其广阔的发展空间就不言而喻。

在实际套用方面，生物晶片技术可广泛套用于疾病诊断和治疗、药物基因组图谱、药物筛选、中药物种鉴定、农作物的优育优选、司法鉴定、食品卫生监督、环境检测、国防等许多领域。它将为人类认识生命的起源、遗传、发育与进化、为人类疾病的诊断、治疗和防治开闢全新的途径，为生物大分子的全新设计和药物开发中先导化合物的快速筛选和药物基因组学研究提供技术支撑平台，这从中国99年3月国家科学技术部刚起草的《医药生物技术“十五”及2015年规划》中便可见一斑：规划所列十五个关键技术项目中，就有八个项目（基因组学技术、重大疾病相关基因的分离和功能研究、基因药物工程、基因治疗技术、生物信息学技术、组合生物合成技术、新型诊断技术、蛋白质组学和生物晶片技术）要使用生物晶片。生物晶片技术被单列作为一个专门项目进行规划。总之，生物晶片技术在医学、生命科学、药业、农业、环境科学等凡与生命活动有关的领域中均具有重大的套用前景。