從化學(xué)和生物學(xué)的意義上理解，探針是一種已知特異性的分子，它帶有合適的標(biāo)記物供反應(yīng)后檢測。探針和靶的相互反應(yīng)如抗原-抗體、血凝素-碳水化合物、親合素-生物素、受體和配體，以及核酸與其互補核酸間的雜交等反應(yīng)均屬此類。用核酸探針與待檢標(biāo)本中核酸雜交，形成雜交體，再用呈色反應(yīng)顯示。此方法用于疾病的診斷，稱為分子雜交基因診斷。此法開始用于遺傳性疾病的診斷如血紅蛋白病的診斷、先天性遺傳病的產(chǎn)前診斷。近來，已發(fā)展為診斷外源性病原體如病毒、細(xì)菌、原蟲等的方法；內(nèi)源性病變基因研究如癌基因檢測、基因突變、基因缺失或變異引起的疾病的基因診斷；人類基因識別及其生理功能和衰老有關(guān)研究；在法醫(yī)檢測中有關(guān)性別鑒別和DNA指紋譜的鑒定�；蛱结樀难芯恳鹆巳藗兏叨戎匾�，在探針的制備技術(shù)上有重大突破�？蓪⒑怂岱肿犹结槞z測比喻為在柴草堆中去找一根針的神奇技術(shù)。據(jù)美國華爾街分析家預(yù)言：“在生物技術(shù)市場中，下一個突破和具有吸引力的是基因探針”。它的巨大的開發(fā)潛力和經(jīng)濟(jì)效益，已引起人們的重視。
目前基因檢測方法中以同位素標(biāo)記（32P、35S等)DNA探針靈敏度最高，但由于放射性污染、半衰期短、需要特別的安全防護(hù)條件等，限制了同位素標(biāo)記探針的廣泛應(yīng)用。因此，非同位素標(biāo)記探針的研制引起重視，自Langer等（1981)合成了生物素化dUTP和NTP類似物以來，開創(chuàng)了用非同位素標(biāo)記的新領(lǐng)域，用生物素標(biāo)記核酸探針檢測和識別特定的核酸序列，已廣泛應(yīng)用于臨床檢驗和科學(xué)研究。Leary等（1983)用缺口平移法標(biāo)記的生物素DNA探針成功地用于Southern印跡雜交技術(shù)。Forst等（1985)發(fā)表了光敏生物素直接標(biāo)記核酸的簡便方法，使核酸和蛋白質(zhì)的生物素標(biāo)記探針技術(shù)前進(jìn)一大步。Renz 等（1984)、Thorpe 等（1985)和Pollars 、Knight等（1990)用化學(xué)法直接把辣根過氧化物酶接到DNA上，運用發(fā)光顯影法提高了敏感性。Muh－legger等（1990)用地高辛（Digoxigenin)標(biāo)記DNA，再用地高辛抗體連接堿性磷酸酶，催化發(fā)光底物金剛烷脫磷并發(fā)光，靈敏度與32P標(biāo)記探針相同，而且32P、標(biāo)記的DNA探針雜交膜需要在-70℃件下曝光4～7天于X光片上顯影，堿性磷酸酶發(fā)光法只需10～30min，十分快速、簡便。
基因診斷的被檢測基因或目的基因存在于樣品中，先將樣品中核酸提取出來，或在原位，或?qū)悠伏c在硝酸纖維素濾膜上，再經(jīng)蛋白酶處理，或酶切成較小的片段，經(jīng)變性處理（熱或堿變性)成單鏈。另一方面制備已知核酸序列標(biāo)記的核酸分子探針，也經(jīng)變性成單鏈。根據(jù)核酸鏈之間堿基配對的原理，將此核酸探針與樣品中核酸單鏈結(jié)合成雙鏈核酸，即稱分子雜交。被檢樣品形成雜交雙鏈，顯示陽性結(jié)果。如樣品無與探針互補的序列，則不發(fā)生分子雜交，結(jié)果為陰性。這種技術(shù)用于診斷要依靠基因探針，可見基因探針是基因診斷中的關(guān)鍵性試劑。
核酸探針傳統(tǒng)的標(biāo)記物是用放射性同位素，多用32PdNTP、3HdNTp 、35SdNTP等。用放射性同位素標(biāo)記核酸有以下優(yōu)點：
（1)靈敏性高：一般可達(dá)到0.5～5pg或更低濃度核酸的檢測水平，可以檢測極少量或拷貝數(shù)少的基因組（可延長曝光時間或增敏屏增敏)。
�。�2)特異性高：用放射自顯影法，樣品中存在的無關(guān)核酸或非核酸成分不會干擾檢測結(jié)果，準(zhǔn)確率高，假陽性率低。
（3)方法簡便。所以，放射性同位素標(biāo)記核酸探針在一些有條件的單位，作為主要的標(biāo)記方法仍在使用。
放射性同位素標(biāo)記技術(shù)也存在以下缺點：
�、侔胨テ诙�，必須經(jīng)常標(biāo)記探針：如32P、半衰期只有14.3天，放射強(qiáng)度逐日變化。35S的半衰期可達(dá)88天，但衰變能量只有32P的1/10，靈敏度較低，只能用于多拷貝基因的檢測。3H的半衰期雖長達(dá)12.26年，但衰變能低，靈敏度太低。醫(yī)學(xué)全.在線52667788.cn
�、谫M用高：α-32P標(biāo)記的dATP（400Ci/mmol)，需要進(jìn)口試劑，價格高。
�、蹤z測時間長：用放射自顯影需要較長的曝光時間（1～15天)。
�、芊派湫酝凰貙θ梭w有害，實驗室和環(huán)境易被污染，放射性廢物處理困難。因此，推廣使用受到限制。
所以研究非放射性標(biāo)記核酸探針及其檢測顯示方法、為推廣應(yīng)用基因診斷創(chuàng)造有利的條件，已成為80年代以來各國十分重視的研究目標(biāo)。這項技術(shù)屬生物高技術(shù)中發(fā)展很快、前景很大的項目。美國科學(xué)家于1981年首先合成了生物素標(biāo)記的脫氧尿嘧啶核苷三磷酸，他們采用缺口平移制成生物素化核酸探針，成功地用于探測一系列基因。隨后美國的BRL和Enzo biochem 生產(chǎn)了這種生物素標(biāo)記探針及分子雜交成套試劑盒。1985年澳大利亞合成了光敏生物素，用于直接標(biāo)記核酸，這是Adelaide大學(xué)Forest等學(xué)者的重大成功。該大學(xué)的Bresatec 公司和美國的Vector實驗室，先后完成了配套試劑盒。1988年西德Boehring – Mannheim公司研制成功地高辛（半抗原)-抗體-酶法基因探針試劑盒。1989年我國軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院馬立人教授等合成光敏生物素并研制成功光敏生物素核酸探針標(biāo)記和檢測試劑盒。至今，在國內(nèi)外市場上已有多種商品化非放射性標(biāo)記核酸探針試劑盒供應(yīng)。
利用核酸探針雜交技術(shù)比用免疫學(xué)抗原抗體技術(shù)有更高的特異性和敏感性等優(yōu)點，已顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＴS多核酸（基因)探針已直接用于基因檢測，疾病診斷和病因研究。正在迅速發(fā)展的基因診斷更需要制作各種基因探針。因此，學(xué)習(xí)和研究制備核酸探針技術(shù)象制備各種單克隆抗體探針一樣已成為90年代大力發(fā)展的高技術(shù)，也是分子醫(yī)學(xué)發(fā)展的熱點之一。
核酸探針制備技術(shù)包括目的基因的制備，放射性同位素標(biāo)記或非放射性標(biāo)記，標(biāo)記核酸的純化、鑒定、分裝、貯存等。本文介紹常用核酸探針的制備技術(shù)，供初學(xué)者參考，更詳細(xì)的了解請參考有關(guān)專著。這項技術(shù)正在發(fā)展中，新方法不斷出現(xiàn)，要密切注視文獻(xiàn)進(jìn)展。
