开关电源的原理和发展趋势

开关电源的基本原理

开关电源按控制原理来分类，大致有以下3种工作方式：

1）脉冲宽度调制式，简称脉宽调制(PulseWidth Modulation，缩写为PWM)式。其主要特点是开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来调节占空比，实现稳压目的。其核心是脉宽调制器。开关周期的固定为设计滤波电路提供了方便。但是，它的缺点是受功率开关最小导通时间的限制，对输出电压不能作宽范围调节；此外，输出端一般要接假负载(亦称预负载)，以防止空载时输出电压

升高。目前，大多数的集成开关电源采用PWM方式。

2）脉冲频率调制方式，简称脉频调制(PulseFrequency Modulation，缩写为PFM)式。其特点是将脉冲宽度固定，通过改变开关频率来调节占空比，实现稳压的目的。其核心是脉频调制器。在电路设计上要用固定脉宽发生器来代替脉宽调制器中的锯齿波发生器，并利用电压频率转换器(例如压控振荡器VCO)改变频率。它的稳压原理是：当输出电压Uo升高时，控制器输出信号的脉冲宽度不变而周期变长，使占空比减小，Uo降低。PFM式开关电源的输出电压调节范围很宽，输出端可不接假负载。

3）混合调制方式，是指脉冲宽度与开关频率均不固定，彼此都能改变的方式，它属于PWM和PFM的混合方式。它包含了脉宽调制器和脉频调制器。由于 和T均可单独调节，因此占空比调节范围最宽，适合制作供实验室使用的输出电压可以宽范围调节的开关电源。

以上3 种工作方式统称为“ 时间比率控制”(Time Ratio Control，简称TRC)方式。需要指出的是，脉宽调制器既可作为一片独立的集成电路使用(例如UC3842型脉宽调制器)，亦可被集成在DC/DC变换器中(例如LM2576型开关稳压器集成电路)，还能集成在AC/DC变换器中(例如TOP250型单片开关电源集成电路)。其中，开关稳压器属于DC/DC电源变换器，开关电源一般为AC/DC电源变换器。

发展趋势：

1）小型化、薄型化、轻量化、高频化。开关电源的体积、重量主要是由储能元件（磁性元件和电容）决定的，因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小其中储能元件的体积。在一定范围内，开关频率的提高，不仅能有效地减小电容、电感及变压器的尺寸，而且还能够抑制干扰，改善系统的动态性能，因此高频化是开关电源的主要发展方向。

2）高可靠性。开关电源比连续工作电源使用的元器件多数十倍，因此降低了可靠性。从寿命角度出发，电解电容、光耦合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命。所以，要从设计方面着眼，尽可能使用较少的器件，提高集成度，采用模块化技术可以满足分布式电源系统的需要，提高系统的可靠性。

3）低噪声。开关电源的缺点之一是噪声大，单纯地追求高频化，噪声也会随之增大。采用部分谐振转换回路技术，在原理上既可以提高频率又可以降低噪声，所以，尽可能降低噪声影响是开关电源的又一发展方向。

4）采用计算机辅助设计和控制。采用CAA和CDD技术设计最新变换拓扑和最佳参数，使开关电源具有最简结构和最佳工况。在电路中引入微机检测和控制，可构成多功能监控系统，可以实时检测、记录并自动报警等。

5）低输出电压技术。随着半导体制造技术的不断发展，微处理器和便携式电子设备的工作越来越低，这就要求未来的DC-DC变换器能够提供低输出电压以适应微处理器和便携式电子设备的供电要求。开关电源的发展从来都是与半导体器件及磁性元件等的发展休戚相关，高频化的实现，需要相应的高速半导体器件和性能优良的高频电磁元件。发展电力M O S F E T、I G B T等新型高速器件，开发高频用的低损磁性材料，改进磁元件的结构及设计方法，提高滤波电容的介电常数及降低其等效串联电阻等方面的工作，对于开关电源小型化始终产生着巨大的推动作用。

总之，人们在开关电源技术领域里，边开发低损耗回路技术，边开发新型元器件，两者相互促进推动着开关电源每年以超过两位数的市场增长率向小型、薄型、高频、低噪声、高可靠方向发展。

以下摘自百度文库：

激光打印机基本原理：

激光打印机工作过程所需的控制装置和部件的组成、设计结构、控制方法和采用的部件会因厂牌和机型不同而有所差别，如：

①对感光鼓充电的极性不同。

②感光鼓充电采用的部件不同。有的机型使用电极丝放电方式对感光鼓进行充电，有的机型使用充电胶辊（FCR）对感光鼓进行充电。

③高压转印采用的部件有所不同。

④感光鼓曝光的形式不同。有的机型使用扫描镜 直接对感光鼓扫描曝光，有的机型使用扫描后的反射激光束对感光鼓进行曝光。

不过他们的工作原理基本一样。由激光器发射出的激光束，经反射镜射入声光偏转调制器，与此同时，由计算机送来的二进制图文点阵信息，从接口送至字形发生器，形成所需字形的二进制脉冲信息，由同步器产生的信号控制9个高频振荡器，再经频率合成器及功率放大器加至声光调制器上，对由反射镜射入的激光束进行调制。调制后的光束射入多面转镜，再经广角聚焦镜把光束聚焦后射至光导鼓(硒鼓)表面上，使角速度扫描变成线速度扫描，完成整个扫描过程。

硒鼓表面先由充电极充电，使其获得一定电位，之后经载有图文映像信息的激光束的曝光，便在硒鼓的表面形成静电潜像，经过磁刷显影器显影，潜像即转变成可见的墨粉像，在经过转印区时，在转印电极的电场作用下，墨粉便转印到普通纸上，最后经预热板及高温热滚定影，即在纸上熔凝出文字及图像。在打印图文信息后，清洁辊把未转印走的墨粉清除 ，消电灯把鼓上残余电荷清除，再经清洁纸系统作彻底的清洁，即可进入新的一轮工作周期。

激光器的工作：

产生激光的光源，和普通的光源明显不同。如普通白炽灯光源是通过电流加热钨丝的原子到激发态，处于激发态的原子不断地自发辐射而发光。这种普通的光源具有很大的散射 性和漫射性，不能控制形成集中的光束，也就不能应用于激光打印机。激光打印机所需要的激光光束必须具有以下特性：

①高方向性。发出的光束在一定的距离内没有散射和漫射。

②高单色性。纯白光由七色光组成。

③高亮度，有利于光束的集中并带有很高的物理能量。

④高相干性，容易叠加和分离。激光器是激光扫描系统的光源，具有方向性好、单色性强、相干性高及能量集中、便于 调制和偏转的特点。早期生产的激光打印机多采用氦-氖（He-Ne）气体激光器，其波长为632．8nm，其特点是 输出功率较高、体积大、是寿命长（一般大于1万小时）性能可靠，噪音低，输出功率大。但是因为体积太大，现在基本已淘汰。现代激光打印机都 采用半导体激光器，常见的是镓砷-镓铝砷（CaAs-CaAlAs）系列，所发射出的激光束波长一般为近红外光（λ=780nm），可与感光硒鼓的波长灵敏度特性相匹配。半导体激光器体积小、成本低，可直接进行内部调制，是轻便型台式激光打印机的光源。

激光扫描是用来产生非常小的高精度光点，用于高质量的文字及图像的印刷，常用的激光扫描系统工作原理是：在工作物质两端设置两块相互平行的反射镜（栅极），这两块反射镜之间构成了一个谐振腔。谐振腔的一块反射镜为全反射镜，另一块为半反射镜，当工作物 质受激，原子自发辐射的光子在谐振腔内不断地来回反射，辐射出的光子不断增加。当谐振腔内叠加的光子增加到一定量时，就会穿透半反射的反射镜面发出一束非常强的光，这就是激光。这样发出的光束非常集中，几乎没有散射，只要我们利用控制技术将光波波长控制在 700～900nm（纳米），这样所产生的激光就可以满足激光打印机感光鼓的曝光需要。

现代所用的半导体激光器，通常采用激光二极管，它的原理与普通的二极管极为相似，如都有一对PN结，当电压和电流加到激光二极管上时，P型半导体材料中的空穴和N型材料中的自由电子产生相对运动， PN结处载流子的密度增加非常大，自由电子和空穴重新复合，因而产生受激辐射，释放出具有激光特性的光子，由激光器谐振腔内的反射镜反射，透过激 光孔和孔内聚焦镜，射出激光束。

从激光的产生可以看出，一条激光束只包括一种主要波长的光线，它是单色的。每一 条光线都沿一个方向传播，以相互叠加的方式结合，我们称之为"相干性"。这个特性使激光以一条极细的光束射到一个靶上，而几乎没有散射。而每条激光束就像q膛里射出的子d ，每颗子d只能在靶上打一个孔。如果要打出一个"一"字，就要射出很多的子d，沿"一"字方向打出很多的孔，形成一个"一"字点的横向排列，这就是我们所说的"点阵排列" ，是后面要讲"点阵图像"的技术基础。

激光打印机的图文信息，亦是由点阵组成。印刷质量要求越高，组成一个字符的点阵亦 越多。激光扫描的点阵形成有四种方法。单线扫描：将一行字符的每一行的点阵信息，送至扫描器中进行扫描，称为单线扫描。多线顺序偏转扫描：高频信号发生器依次产生9个不同的频率，依据布雷格衍射原理，它们在偏转调制器中会产生9条偏转角不同的扫描线，接着转镜旋转一个微小角度，扫描出从左至右的点阵信息。由于这种方法只需转镜转过一个微小的角度，它相当于单线扫描方法的1/132，即可形成1个字，故又称小光栅扫描。 多线同时偏转扫描：是指在高频驱动电路中同时产生9个不同的频率，经合成后送至偏转调制器中。多线同时偏转多次扫描：这种方法与多线同时偏转扫描属同一类，只是从1个字 符的形成上有所区别。即在扫描高点阵字符时，一个完整的字符是分成多次扫描完成的。图形信息的点阵形成与字符的点阵形成基本相似。

感光鼓的结构和原理：

感光鼓是激光打印机的核心部件。它是一个光敏器件，主要用光导材料制成。它的基本工作原理就是"光电转换"的过程。它在激光打印机中作为消耗材料使用，而且它的价格也较为昂贵。光敏半导体有半导体的共性，如受热激发，掺杂后改变电导率等。此外，它还具有其 他半导体不具有的"光导电"特性。光敏半导体受光照射后，它的电导率可以上升几个数量级。从能带上讲，它的价带中 的电子吸收了光的能量后，跃入导带，产生电子-空穴对。这种由光照产生的电子-空穴对，称为"光生载流子"。光敏半导体内产生的"光生载流子"增多，它的电导率就上升。这种受光照射后提高的电导率称为"本征光电导率"。 实际应用中，光敏半导体材料需经过掺杂后，才能制成激光器使用的半导体材料。所以除了有本征光电导率外，还必须具有光激发杂质能级上的电子或空穴形成的杂质光电导率 的性质。在有些光敏半导体中，"杂质光电导率"起主要作用。

光敏半导体受光照射后，会不同程度地改变物体内的"载流子迁移率"（迁移率是载流 子的迁移速度与外电场的比值）。标志物体的导电能力的"电导"，等于载流子密度乘以迁移率。迁移率上升，电导提高，电导率由本征光电导率、杂质光电导率和迁移率的值共同决 定，只是在某种条件下便以其中的某种因素为主罢了。

实际应用的各种光导体对光的敏感程度都不一样。光导体的电导率与它对光的敏感程 度成正比。所以光感对光导体的导电性影响很大。光导体对光的光感度是不一样的。某一种光导体，只对某一区域光谱的光的光感度高，离开了这一区域，则可能丧失光感度。

光敏半导体在与它适用的光波长范围内，会对光形成一个吸收峰值。在这个峰值范围内光电导效果最佳。它还与光的照度有关系。照度越高，产生的载流子越多，光电导率就越 高。然而每种光导体的特性各异，所以在相同条件下，达到相同的光电导率指标所需要的照度是不同的。

目前感光鼓常用的光导材料有硫化镉（CdS）、硒-砷(Se-As）。有机光导材料（opc）等几种。制作感光鼓用的光导材料，应具备以下特性：

①耐磨性好。光导体表面要有一定的硬度，要能承受显影转印和清洁过程中的机械磨损。如果感光鼓（光导体）被磨损或划伤，将导致打印质量的下降或破坏感光鼓 ，磨损严重时只有报废。在实际的工作中，因磨损、划伤而报废的感光鼓最多。现在一种新型的长寿命的陶瓷感光鼓（a-Si）已经得到了应用，可打印30万张以上。

②温度稳定性好。光导体的性能容易受温度的影响，所以，在激光打印机性能中特别强调使用环境要有 合适的温度与湿度，否则会影响打印质量。

③光电导性好。 光电导性是感光鼓的重要指标，它直接影响到打印质量的好坏。因为感光鼓连续工作在充电、放电的循环过程中，要求充电时电位上升快，表面饱和电位比应用电位要高；否则 ，初始电位上不去，也将影响打印质量。充电后的感光鼓暗衰减要小，否则保持不住表面电位，不能形成必要的电位差潜像。感光鼓曝光后放电要快，即光衰迅速。放电越彻底越好 。因为剩余电位的多少，既影响潜像的反差，又会带来打印品的"底灰"。

④耐疲劳。感光鼓在使用的过程中，打印机要对其进行反复充电，因而要具有良好的耐疲 劳性能，在规定的寿命时间内，打印质量不能因连续使用而下降。感光鼓的光导特性稳定性要好，应满足连续使用的要求。

激光打印机使用的感光鼓，一般为三层结构。第一层是铝合金圆筒（导电层），第二层是在圆筒表面上采用真空蒸镀的方法，镀上一层 光导体材料（光导层），第三层是在光导材料的外面再镀一层绝缘材料（绝缘层）。有的感光鼓为了更好地释放电荷，在光导层与铝合金导电层中间，加镀一层超导材料，以使电荷更迅速地释放。

感光鼓表面的绝缘层，一是为提高耐磨性能，增加使用寿命；二是为光导层提供保护，防止光导体的磨损，保持光导体的光电导特性。

导电层铝合金筒与激光打印机的地线相连，使曝光后的电位迅速释放。它是一个精度非常高的圆筒，在运转的过程中，能保持匀速运转及保持均匀电荷。

数据转译与传递：

（1）数据转译：要打印完整的文字、图像，除激光打印机本身的功能外，还必须通过计算机把要打印 内容，即文字或图像用文字处理软件或图形处理软件，编辑成具有一定格式的计算机语言。其描述的内容都是由计算机编辑软件决定，与激光打印机没有任何关系。当我们选定了打印 机命令，并按下确定打印按钮后，计算机把编辑好的数据通过打印机接口传送给打印机，由打印机驱动程序把打印的内容进行解释，并转换成打印机可以识别的语言（也叫打印机语言），由打印机按照自己的语言打印出已经编辑好的文字或图像。

不同型号的激光打印机，打印语言不同，所使用的驱动程序也不同。当然也有可兼容的打印机驱动程序。现在生产的激光打印机，普遍采用标准打印语言PCL5或PCL6语言。

（2）数据传送：打印机与计算机之间的通讯传送端口有很多种，比较常见的是"串口" 或"并口"。EP P/ECP（Enhanced ParalleI Port/Extended Capabilities Port）称为增强型/扩展型并口。"串口"由于速度较慢，一般很少采用。其他如SCSI接口，因速度快，大都用在较高档的打印机上。还有的打印机采用视频接口（VDO）方式与计算机通讯，通讯方式与其他 接口不同，它传送的不是数据，而是激光束流，速度更快。它的数据是由另外一块"视频转换卡"来完成，但因它与计算机共亨内存，要求计算机有足够的缓存空间。一般印刷排版行 业采用此种接口的打印机较多。有的高档打印机带有多种接口，可同时接多台计算机。现在生产的很多打印机配备速度更快的USB接口。

当打印控制器从计算机接收数据之后，打印机一般采取两种工作方式：一种是把数据 直接送给解释器执行打印，称为"段工作方式"，这种方式工作的打印机不需要很多的缓存和内存，普通型的打印机多采用此种工作方式。另一种是把传输的数据存储在打印机内部的 硬盘中，待使用时可随时打印出来，也称为"池工作方式"，很多高档打印机使用这种工作方式。它的优点是当许多用户共享一台打印机时，可同时发出打印命令而不必等待，并可节省数据通讯传输的等待时间，但其价格也较贵。

光栅或点阵潜像的生成：

激光打印机打印出的文字或图像，如果在放大镜下观察，就会发现文字或图像是由很多的白点和黑点组成（也叫点阵图形），与普通的点阵式打印效果相似。前者是通过控制激光束的开与关实现点阵排列，而后者则是通过打印针击打来实现点阵排列。

光栅图像是一种视频数字图像，需要打印机中的光栅转换器把视频数据进行光栅化处理，转换成打印机使用的点阵图像打印，所谓光栅图像是由独立的点所组成的图像。如报纸 上印的或电视屏幕上显示的图像就是光栅图像。

激光打印机的点阵排列是由二进制数据组成的方阵控制，每个点对应一个二进制数位， 由运算控制器控制激光器向感光鼓表面射出一束激光，称为“曝光”，被曝光的"点" 称为"像素点"。要打印一个文字或一幅图像，需要很多的"像素点"组成。因此，单位面积内像素点的数目越多，打印的分辨率就越高。如果一个激光扫描装置，沿感光鼓轴向水平 表面，射出每英寸300个点，并且感光鼓由主电机带动按照1/300分匀速旋转，那么，激光打印机就能以每平方英寸300×300DPI的分辨率打印出文字或图像。现在，高档的激光打 印机的输出精度可以达到2400DPI。由像素点形成点阵图像，还要经过声光调制器、高频驱动器、扫描器同步器和光学系统共同完成。

声光调制器：

大家知道，电视机接收到的图像和声音是由电视台将声光信号调制为电信号发射出来的。电视机接收到电信号再经过解调，还原成图像和声音。激光打印机激光器射出的光束 也载有数据信息，这些信息的转换过程也类似于电视机信息传递过程。只是此过程是由声光调制器转换的。声光调制器的调制频率可达30MHz左右，特性稳定，因此大多数的激光打印机都采用这种调制器。声光调制器的工作原理是利用声光效应所产生的布雷格衍射的特 点，实现对激光束传播方向的控制。激光束欲完成图文信息的映像任务，必须用图文信息进行调制，恰如电视台将图像及声音信号调制到无线电波上去，方能在电视机中解调出图像与 声音信号一样。声光调制器的工作原理，是利用声光效应产生布雷格衍射，若在玻璃及晶体等超声媒质中产生超声波，便将引起周期性的折射率变化，而成为相位型衍射栅，光栅常数 等于超声波波长，当激光束射到超声媒质中时，激光束即产生衍射，衍射光的强度及方向会随超声波的频率及强度而变化，即为声光效应。

当向玻璃或晶体发射超声波而产生反射，由入射角折射的光线传播而形成相位变化的衍射光栅，光栅常数等于超声波的波长λ。如果激光束射入超声媒体中，激光束就会产生衍射，衍 射光的强度和方向随超声波的频率和强度的变化而变化，这就是声光效应。根据波干涉的加强条件，入射光和衍射光的方向满足布雷格方程：

θi=θd=θB

sinθB=λ/2A=λf/2v (v=fA)

式中：θi：入射光与超声波面的夹角；λ：光在介质中的波长；θd：衍射光与超声波面的夹角；A：超声波波长；θB：布雷格角；f：超声波频率。 θB很小时，sinθB≈θd，则方程可简化为：θi=θd=θB=λf/2v，当衍射光和入射光的夹角为α时，则：α=θi+θd=2θB=λf/v。式中α为偏转角，它与超声波的频率成正比。改变超声波频率f,就可以改变偏转角α，从而达到控制激光束方向的目的。

按布雷格衍射理论，当超声波维持一种频率的高频信号时，入射的激光束除产生一条0 级光外，还产生一条1级衍射光。0级光控制同步器和高频信号的起停，1级衍射光对感光鼓曝光形成像素点。

扫描器：

要使经过声光调制器后的激光束在感光鼓上产生文字或图像，激光束需要完成横向 和纵向两个方向的运动，不能依靠激光器运动来实现，因为由光电器件运动而带来的振动会影响激光束的精度。所以激光打印机的激光器采用固定式结构，而由一个多面旋转的反射镜 来完成激光束横向扫描，依靠感光鼓的旋转实现纵向扫描。

欲使经调制后的激光束在感光硒鼓上产生文字与图像，尚应完成横向（沿打印纸行的方向）及纵向两个方向运动。纵向运动是依靠硒鼓的旋转来完成，而光束的横向运动则由扫描器来完成。按工作方式扫描器分声光式、电光式、检流计式及转镜式等。鉴于转镜式扫描 器有扫描角度大、分辨率高、光能损耗小及结构简单等优点，而被广泛用于激光打印机中。为了减少多面镜旋转时产生的非线性误差，转镜的几何精度的误差及转镜驱动电动机转 速不稳等，引起的纵向间距和字符的轨迹不均匀等缺点，一般在扫描器中还装有一个同步信号传感器。此传感器是使用布雷格衍射产生的0级光，不产生偏转，从而经多面转镜反射 后具有照射位置固定的特点，将其作为同步信号，用来控制高频信号发生器的起停，可保证扫描间距一致，消除上述误差。

为使扫描器产生的扫描光束集成规定的大小，并在感光鼓上进行匀速直线运动，应采用较好的光路系统。光路系统根据透镜处于扫描器的前后位置，分物镜前/后型两种形式，由 于物镜后型在扫描较大图形时失真严重，很少采用。物镜前型扫描线较直，但亦有失真，由于后来生产的激光打印机中，采用多个透镜组合在一起的广角聚焦镜，焦距为300mm，多面 转镜的物距为37mm，失真度仅为0．0011%，已能完全满足激光成像的要求。

激光打印机用的多棱扫描器（镜），一般有二面镜、四面镜、六面镜三种，由扫描电机 带动旋转，完成横向的扫描运动。它是保证激光打印机打印精度的关键部件。扫描器完成横向扫描的原理为： 我们设定MN为扫描器的一个镜面。当入射激光束射到MN面的A点上时，若入射角为θ?i，则反射光束以反射角θ?d反射出来，θ?i=θ?d，当MN转过一个角度φ，而入射光束方向不变，则反射光束转过2φ，也就是反射光束以MN的两倍角旋转。如果P为反射光 点在感光鼓的一端，而P1为反射光点，在感光鼓的另一端就完成了对感光鼓的横向扫描，当然扫描器的旋转速度是极快的，所以P～P?1之间也形成很多的反射激光束点。 当主电机带动感光鼓旋转，同时也完成纵向扫描的反射激光束点，就这样最终完成文字或图像的点阵排列。

具体请看百度文库：http://baike.baidu.com/view/101382.htm

摘要：大肠杆菌可以应用介电电泳从含有人血细胞的混合物中分离出来，然后在一个微构造生物电子芯片上通过蛋白水解消化电子溶解。铂微电极利用交流电场分离细菌至25个微位置，这些位置上每个都有一个附加的铂微电极，电极直径是80μM，相邻电极中心间的距离是200μM。细菌分离后用一系列高电压脉冲溶解，溶解产物包括有一系列的RNA、质粒DNA和基因组DNA。溶解产物进一步在另一个生物电子芯片上用电来提高杂交进行检测分析。介电电泳分离细胞后，然后在一个电子活跃的芯片上进行的电子溶解和消化，这种方法可能作为样品的分离在一个完整的DNA/RNA分析系统中，作为用于芯片杂交分析的样品制备过程中可能很有潜力。

用于生物分析特别是用于DNA杂交的微型生物芯片，包括样品的制备及检测的整套系统中具有很大的潜力。这样的一个系统中的第一部分的结束即样品的制备，在整个过程中证实是最难整合的部分。

目前已经开发了好几种分离细胞的方法。微小的硅玻璃滤过芯片可用来从人全血细胞中分离白细胞，通过加热可以从这些分离的白细胞中提纯溶解产物，这些产物可直接在同一张芯片上进行PCR扩增。已有人做过用在硅片的基质上刻蚀着许多微电极的微构造机械筛床通过电脉进行细胞分析。细胞的运输是通过电渗和电泳泵完成的，随后在在微构造上进行细胞的化学溶解。此外，在所有用芯片进行细胞分离的技术中，介电电脉法分离细胞是应用最广泛的方法之一。极化颗粒包括那些没有净电荷的粒子，在非均一的电场中受到电泳牵引力的作用，其条件是这些颗粒有效的极化作用与周围介质的有效极化作用是不同的。不同细胞类型移动的方向决定于（1）与表面电荷相关的电子双层外膜（2）细胞膜或细胞壁的传导性和介电常数（3）形态和结构。介电电脉已用于分离那些携带活的或无活性的人群、革兰氏阳性和阴性菌、病毒和癌细胞。

我们报道在一个微构造芯片上，根据提取的RNA 和DNA的电子扩增杂交这一电子样品制备过程的进展。样品制备过程始于从血细胞中分离大肠杆菌，该过程通过在一个覆盖有25 个特定位置的微电极的矩阵的一个硅芯片上介电电脉进行的。被分离的细菌在血细胞被洗脱后依然存在于电极上。原核细胞通过这种方法进行分离，然后通过提供一系列高电压脉冲进行电溶解，提取出一系列的核酸。提取的RNA和DNA然后运用生物芯片进行分析。

结果

从血细胞中介电电泳分离大肠杆菌、分离的大肠杆菌电子溶解、用蛋白酶K消化蛋白质都在一个流动池中一张微生物电子芯片上完成。为了提供介电电泳的交流电场，尝试两种不同确定位置的模式。图1表示5×5电极矩阵的square-wall和checkerboard两种方案的图解和对应的从交流电场（10KHz正弦波，相邻峰至峰10V）计算而来的对应的计算机模型。在square-wall模式中位置的确定,相同方框中的电极与相邻的最近的框中的电极有相反偏电压。Checkerboard模式中，每一个电极与相邻的最近的电极有相反的偏压。这个电场分布模型表明一个电场的有规律分布能够应用用Checkerboard定位模式得到，但是这种模式应具有在电极和电极周围的最大值之间的整个范围内的确定范围的最小值。相反，这种模型也表明，虽然区域的最大值固定在电极上，但是square-wall模式产生的区域最小值被播散。

图1：（A）和（B）分别为两个5×5的电极的定位Square-wall格式和checkerboard 格式；（C）和（D）分别为交流电场分布的相应的计算机模式，颜色从红、橘红、橘色、黄色、绿色和兰色分别代表从最高到最低的电场梯度。

图2. （A）和（B）分别为经过预打湿的Square-wall和checkerboard经过覆盖的芯片；（C）和（D）为两种定位格式的分离结果（电场最大区域为白色阴影区，电场最小区域为红色阴影区）；（E）和（F）是两种格式经过完全的清洗过程。

图3. 通过电解得到的大肠杆菌的核酸的琼脂糖分析。1为λDNA Hind III 酶解的标记；6为ΦX174 Hae III 酶解的标记；2为超螺旋的pCR2.1质粒；3为线性的pCR2.1质粒；4为经过RNase酶解的电解液；5为未经RNase酶解的电解液。

图4 从大肠杆菌的电子溶解液中提取的质粒DNA的杂交。电极模式依据X-Y轴的格式进行设计的，X轴是从上开始，Y轴是从左开始。（A）在5-5位置电极上的是用来证明捕捉探针的黏附性及电子杂交的特异性的合成的寡核苷酸RCA5，被与之互补的探针ATA5被定位于5-5点，与之不互补的探针被定位于5-4点，在4-5点没有探针。（B）以下点为合成的对照靶标的杂交 点1-5为互补的探针；点1-4为非互补的探针；点。点3-1为大肠杆菌基因组DNA溶解液对照的电子杂交，点3-5为没有插入片段的质粒DNA溶解液对照的电子杂交。3-2和3-4分别为具有与插入片段互补的探针；在以下点表明具有插入片段的质粒的不同稀释浓度的杂交：5倍稀释，点1-1，1-3，2-1和2-3为具有互补探针的点，点1-2和2-2为具有非互补探针的点；3倍稀释，点4-1；4-3，5-1和5-3为具有互补探针的点，点4-2和4-4点为非互补探针的点。

图5 应用电子溶解从大肠杆菌中提取的RNA的杂交结果。合成的对照靶标RCA5被电子定位于点1-5和1-4，1-5上具有互补的探针，1-4上具有非互补的探针。溶液被定位于在1和3列上，这些点没有进行严谨性过程的杂交，点1-1和点1-3为3倍稀释的材料，点2-1，2-3，3-1和3-3为5倍稀释的材料。（B）为应用电子严谨性包含RNA的溶解物的夹心杂交的结果。列1和列2 应用负偏压去掉没有杂交的核酸；在列1中的点包含有特异性探针，在列2中的点含有非特异性的点。列3是没有经过副偏压提高严谨性的特异性杂交的结果。

在采用介电电脉从血中分离大肠杆菌之前，用分离缓冲液冲洗芯片，把渗透膜打湿，并且去除任何水泡。在实验开始时，用预洗过的square-wall式（Fig.2A），电极表面出现黑色，在细胞混合物被引导到流动细胞后分离近4分钟结束。分离的结果（Fig.2C）与区域分离模型（Fig.1C）比配。大肠杆菌占据电极的整个区域（电极上的白色阴影部分对应最大区域），血细胞在电极之间（红色阴影、V型部分对应最小区域）聚集。然后，用分离缓冲液冲掉在电极之间的最小区域松散聚集的血细胞。在冲洗过程中，因为交流场持续存在，分离后的大肠杆菌依然在电极的最大区域上。冲洗完成后，分离的大肠杆菌在所有25电极上（Fig.2E）显示为白色阴影部分。

也可以用checkerboard模式（Fig.2B），在细胞混合物被引导到流动细胞后近4分钟分离结束，分离的结果（Fig.2D）与区域分布模型(Fig.1D)相匹配，电极上的白色阴影部分表示保留的细菌细胞的所在地，红色阴影部分表示在最小极聚集的红细胞和白细胞的混合物，在冲洗阶段将聚集在最小极的血细胞去除。单个大肠杆菌与红细胞不能被溶解有2个原因（Fig.2D），首先这些细胞相对于电极的直径（80μm）来说非常小（<5μm）；其次因为通过介电电脉分离的细胞是个被称作“珍珠链”的三维形式存在，用我们的装置来使所有的细胞聚集是很困难的。

电溶解是应用在四个相反电极和25个更小的细胞聚集电极之间一系列脉冲（500V400脉冲带每20脉冲交替的电极脉宽50μs）进行的。为了使冲洗缓冲液中的蛋白酶K能够消化污染的核酸蛋白质，芯片上的溶解混合物在50℃下培养20分钟。琼脂凝胶电泳(Fig.3)结果表明质粒、基因组RNA和DNA二者都能从细胞中提取出来，基本上对核酸无明显损害的。通过比较经过RNase A处理和没处理的溶解产物来确定RNA带。溶液经过RNase A消化后，所有小于1078bp的带都消失，也就是说这些带由RNA组成。同时，提取的质粒DNA保持超螺旋（无刻蚀）形式，与所买的超螺旋质粒相比较具有相同分子量。

对于杂交，消化溶解产物从细胞分离芯片上移出，用杂交缓冲液稀释3倍和5倍，并加热使其变质。然后将稀释过的溶解产物转移至分析芯片上，这些分析芯片表面覆盖着链亲和素琼脂糖，并通过电定位在电极的特殊微位置上定位生物素捕捉探针。这些捕捉探针包括与插入在质粒中的片段互补的寡核苷酸，这一片段是沙门氏杆菌的Spa0区域来的296碱基，与之互补的寡核苷酸探RCA5来自人的DQα基因，这些靶序列，包括溶解产物和与捕获探针互补的含SpaO区域序列的模式靶样寡核苷酸，通过一个夹心杂交过程进行检测。在这个检测过程，目的DNA/RNA首先与固定的捕捉探针进行杂交，然后被第二个探针进行结合，逐渐显现出结果（第二个探针为含荧光团报告分子或标记探针）。

为了进行杂交，每个靶序列都是通过电子定位在分开的带互补和非互补探针的微位置上（Fig.4），作为一个正对照，合成的靶样RCA5带有一个荧光集团，首先被固定在有互补和非互补探针的微位置上，化学固定和杂交工作如预期所想的。此外，在SpaO区域的固定着模式靶样寡核苷酸探针的微位置上的信号水平几乎是含非互补探针的微位置上的信号水平的2倍高。下一步，用RNase-A已消化了的含插入SpaO质粒和基因组的溶解产物被定位和杂交在选出的具有互补和非互补探针的微位置上。来自3倍和5倍稀释的溶解产物与互补探针信号水平比非互补探针上的信号水平强4倍和2倍，这也证明杂交的特异性。作为一个附加的负对照，一个没有嵌入Spa0质粒的溶解产物与不同微位置的相同探针进行杂交。如预期的那样，在互补和非互补探针位置上的信号水平都低。

用RNase A处理溶解产物的杂交结果和对照结果表明电溶解产物经过加热变质的质粒DNA能直接用于杂交分析。从稀释3倍的溶解产物得到的信号水平与从模式靶样寡核苷核得到的信号水平相当。

用没有用RNaseA处理的溶解产物做相似的的杂交实验。模式靶样寡核苷酸作为一个正对照，可以看到一个特殊的电子杂交（Fig.5A）。包含RNA的溶解产物在杂交缓冲液中稀释3倍或5倍，在特殊的微位置上进行电固定和杂交。为了提高杂交至溶解产物的16S核糖RNA的特异性，还试着用电来改进缺点，在互补探针的信号水平至少比非互补探针信号水平强4倍（Fig.5B），固定在捕获探针上的模式靶样寡核苷酸的信号水平几乎是非互补探针信号水平的2倍。从电子溶解产物来的经过加热处理的核糖体RNAs被直接用于杂交分析，同时包括一个严谨的洗涤过程。从稀释3倍的溶解产物得到的杂交信号水平能够与特异性寡核苷酸靶得到信号是相当的（Fig.5B）。

讨论

从人血细胞中分离大肠杆菌是应用生物电芯片来完成的，这种芯片最初的设计是用来应用电子学来提高杂交分析的。从理论模拟和实验结果表明用checkerboard定位模式应用介电电泳分离大肠杆菌，比用square-wall定位模式（即从最小极至最大极）产生的分离效果更好。在应用的区域进行明显的分离，更容易洗去不想要的细胞。虽然用于该研究的芯片只有25个电极，但应用这种方法分离大肠杆菌用于质粒DNA和RNA杂交分析已经足够了。通过用一个带已提高密度的微电极的矩阵，在很短的时间内就能获得想要细胞的高覆盖区域。

芯片表面覆盖着一层琼脂糖渗透膜。这层膜能够降低细胞的粘合力，由于这层膜的电场处于最小值，因此很容易将不想要的细胞洗去。这些分离的细胞也与金属电极有一定的距离，因此被电极表面上发生的电化学所破坏的可能性很小。为了捕获细胞的特殊类型，琼脂糖膜能够提供一个化学附着物的功能。例如，链球菌能被共价结合到琼脂糖上，因此链球菌能够用来固定生物素标记细胞特异性单克隆抗体。

带有RNA靶样的非特异性背景荧光较强。严谨的电子冲洗在产生非特异性信号方面，甚至在很低的电条件下都有效，这表明如果在那些必须检测多拷贝的质粒DNA的实验中，可以用直接信号检测，不再需要用酶增殖法。

我们所选大肠杆菌和血细胞的混合物是个随机的模型，我们也分离了溶血性链球菌（Micrococcus lysodeikticus）、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)和培养的来自血细胞的子宫颈癌细胞。这些细胞和其他细菌从混合物中的分离，表明电分离方法在医学诊断、食物检测、水质监测和其他领域中的应用有很大的潜力，通过电休克得到的从细菌提取的溶解产物包含一系列核酸其中除了琼脂糖凝胶电脉能发现的最小的剪切物以外，还有RNA、超螺旋质粒DNA和没有降级的高分子量的基因组DNA。用提取的质粒和RNA可获得特殊的杂交信号。用基因芯片研究基因表达已经引起了很大的重视，用基因芯片进行RNA的杂交在检测基因表达方面很有潜力。这里所用的方法可能证明在基因表达研究上很有价值，这个研究价值就在于它能从大量其他细胞中分离一些特殊类型的数量极少的细胞，用于一些特殊亚种群的RNA的研究。

虽然细胞分离和溶菌是在一张芯片上完成的，但是加热变性和分裂以及杂交是在另一张芯片上。我们预测将来两张芯片和所有过程（包括核酸在芯片上的扩增）能在一个简单的盒子里。

实验 *** 作步骤

正如描述的那样完成生物电子芯片的构造和增厚。

生物电子芯片的微构造：带5×5铂微电极的硅芯片是由标准的半导体技术加工成的，相邻电极中心至中心的距离是200μm，每个电极的直径为80μm，热处理的氧化硅上喷上一层厚度为100nm的钛－钨层，然后再覆盖300 nm厚的铂层。金属的图形由光刻印刷技术与王水湿性方法完成。在此金属图形上通过原浆扩增和化学蒸发沉积低密度氮化硅（1.3μm）和氧化硅（100nm）的薄膜。在通过光刻印刷技术和等离子体刻蚀法被刻蚀至微电极上。将芯片线焊至印刷电路板上，制成一个含符合个人电脑内存卡国际组织标准的有个人电脑卡的芯片。

渗透膜离心覆盖至芯片上：用异丙醇冲洗然后用去离子水洗涤芯片，再在氮气流中吹干。胶卷(cartridge)承担着将这个干燥芯片垂直地置于原浆清洁船中，用氩（250mtorr，250w）清洁5分钟。

谷胱苷肽琼脂糖（Sigma，St.Louis，MO）A.2.5％基质渗透膜（BPL）溶液如下准备，谷胱苷肽琼脂糖（250mg）加入去离子蒸馏水中（10ml），混合，然后煮沸8分钟，完全分离的琼脂糖溶液预热（65℃），微量离心管用1.2μm孔径的洗涤过滤器，过滤的琼脂糖溶液在65℃中平衡5分钟。上层渗透膜包含固定的允许生物素探针附着物以链霉亲和素-生物素交互作用为媒介的链霉亲和素，如下制备，通过一个含氯化钠（250mM）和磷酸钠（10mM，PH7.2）的溶液保留链霉亲和素（Boehringer Mannheim, Indianapolis,IN），得到链霉亲和素溶液。这个链霉亲和素溶液与温度平衡溶液BPL结合产生2％琼脂糖和1mg/ml的链霉亲和素。这个温暖的BPL溶液（50ml）被放至每张芯片上，并且在室温下用离心机（EC101D，Headway Research，Garlan，TX）在2500rpm离心20秒。在BPL凝固后，上层温暖的渗透膜溶液（50μl）被放置在BPL的最上层，并且在室温下用10,000rpm离心机离心20秒。然后这芯片在37℃中培养30分钟。为了在谷胱苷肽琼脂糖和链霉亲和素胺之间得到Schiff基质联接，新鲜制备的硼氢化氰钠（sodium cyanoborohyidre）（0.2M）/硼酸钠（0.3M），PH9.0用芯片在常温培养1小时，剩下的乙醛组在硼酸钠（0.3M），PH9.0，常温下30分钟，浸入甘氨酸缓冲液(0.2M)中，芯片最后用去离子水冲洗5分钟，干燥4h然后储藏在4℃的环境中。

芯片的胶片装备：一个碳酸酯模型流动细胞用紫外线胶合法（Norland 68，Thorlabs，New Brunswick，NJ），即200W紫外线照射45秒（4joules/cm2），被胶合在芯片上。然后滑动的盖板依上述的程序被胶合至上层的流动细胞上，形成一个密封室，带瓶颈塞的塑料管被嵌入流入和流出的流动细胞，然后胶合至上述的部位。流动细胞的最后容量约7.5μl，从渗透膜至最上层盖（滑动盖板）的距离是0.45mm。

细胞培养：从沙门氏菌的SpaO区域来的A 296bp片断被扩增，然后用体外基因 T/A克隆试剂盒（Invitrogen，San Diego,CA）克隆至质粒pCR2.1（3890bp）上，按照试剂盒的说明完成连接，连接产物用于将INVαF’转移至合适的大肠杆菌上。转移产物在金属板上扩增，这个金属板含加有氨苄青霉素（100μg/ml）、80μl X-gal(20mg/ml)和4μl异丙基硫代－β-D一半乳糖苷（40mΜ）可以兰/ 白扫描的 Luria－Bertani（LB）介质，用SpaO特殊引物的PCR筛选出真正的克隆，用琼脂糖凝胶电脉检查扩增片段。经PCR筛选的克隆片段在LB介质中于37℃扩增一整夜，并且在225rpm摇动的氨苄青霉素（100μg/ml）液中培养。

细胞混合液的制备：细胞分离缓冲液包括0.05×TBE(4.5μM Tris,4.5μM硼酸，0.1μM EDTA，PH8.2)和250mM蔗糖，PH8.2。缓冲液的传导性用Accumet pH meter 50（Fisher Scientific，匹兹堡，PA）测量是114μS/cm，细胞分离缓冲液的传导性的选择是非常小心的，为了确保大肠杆菌受制于介电电脉的正极，并且所有人血细胞受制于介电电脉的负极，培养的大肠杆菌细胞悬浮液（1ml 含约2×109细胞）被离心机在325G离心4分钟，然后去除浮在表面的一层。在细胞分离缓冲液（1ml）中洗去细胞球，在相同的条件下依上面所述小球化。然后细胞在细胞分离缓冲液（1ml）中重新被悬浮，将新鲜的EDTA一抗凝血剂（20ml含1.46×105白细胞和9.38×107红细胞）加入大肠杆菌的悬浮液中，细胞悬浮液的传导性是315μS/cm。

介电电脉系统：大肠杆菌受限于正极的介电电脉牵引力，血细胞受限于相反的介电电脉牵引力的频率，通过在不同条件下暴露细胞混合物，凭经验被确定。这个研究由逐渐提高开始为5KHz的正弦波频率（相邻峰至峰10v）被传导。当频率达到10KHz，能发现大肠杆菌的分离物和剩余的人血细胞。这个电参数下面会被用来分离大肠杆菌。

介电电脉分离细胞：为了用介电电脉从人血中分离大肠杆菌，一种没用的胶卷被利用，首先通过流动细胞缓冲液冲洗芯片，细胞混合液被泵入流动细胞中，然后泵功能关闭。整个5×5的电极序列通过10v相邻峰至峰，10KHz正弦波固定在checkerboard 的斜线上，泵重新启动开始洗涤过程，当样品混合物从样品/缓冲液池中几乎洗净时，加入分离缓冲液在交流信号仍然存在时从流动细胞中洗去残余样品。洗涤完后，这个含蛋白酶K（490μgBoehringer Mannheim）的分离缓冲液被泵入流动室。

电子分解产物：为了溶解细胞，在4个计数电极和25个更小的细胞富极电极之间需要提供一系列脉冲（500v，50μs脉宽），这个脉冲是这样提供的，在两组电极间每20个脉冲交替产生极性，每个溶菌过程需总共400个脉冲，这个溶解产物在50℃中培养20分钟，使污染的DNA蛋白消化，溶解产物（300μl）从流动室中被泵出收集，介电电脉分离细胞和电子溶菌的组合被重复6次，所有的溶解产物被集中在一起，收集的溶解产物用16,000G离心5分钟，重新得到浮在表面的一层，并加入2 升冰酒精（-20℃），混合，在16,000G离心10分钟，去掉浮在上面的一层，小球在空气中干燥，然后再溶解至0.05×TBE缓冲液（300μl）中，再溶解得到的碎片溶液（30μl）含Rnase A（3μl，10mg/ml，Boehringer Mannheim），然后在37℃中培养30分钟。

胶质电脉：将600mg溶解的琼脂糖加入50ml 1×TBE的缓冲液中制成A1.2％琼脂糖。在琼脂糖溶液变成固体前还要加入溴乙啶（2.5μg），有或没有RNase的经蛋白酶K处理过的溶解产物样品延标记的DNAs加入啫哩中。

DNA杂交分析：一个寡核苷酸捕获探针，5’－biotin－GAATATCTAACGTTTCCACAATAATTCCCCCTTCA-3’, 对Spa0区域有特异性的质粒DNA通过辅酶在5’末合成。探针被50mM L一组氨酸缓冲稀释得到一个终浓度500nM，捕获探针被固定在覆盖有链亲和霉素琼脂糖的电极上（固定在左面的第一和第三列和1－5和3－5上），但会有正电磁场，这电磁场来自于各个电极上200nA持续1分钟的交流电，之后去掉剩余的探针溶液，芯片用50nM L一组氨酸缓冲液冲洗。生物素控制的寡核苷酸捕获探针ATA5（pad5－5）和不互补的链球菌A(GAS)探针（固定在第二和第四列）的合成，用上面所述来完成，ATA5与RCA5（ref.13）互补，GAS探针来源于化脓性葡萄球菌的speB基因，GAS探针序列如下所示：5’-biotin-GGTAGAGTATCCTAGAATTTCTGGAGAACGTTTATCTCCTGAAAG-3’。一个含互补序列的64－mer的模拟靶（50pM）捕获探针被合成，序列如下：5’-GCGAAAAAGTTAGGTCATTTCAACCGTGTTGGGGGAATTATTGTGGAAACGTTAGATATTCA-3’。为了测试控制，对捕获探针ATA5特异性的经Bodipy Texas Red (BTR)标记在靶样寡核苷酸RCA5（ref.13）（50pM）通过在每个电极上给450nA的交流电3分钟，平行杂交至固定的ATA5探针（pad5-5）和邻近的非特异性GAS探针（pad5-4）上。杂交完后，用新鲜的L-组氨酸缓冲液冲洗，通过150直交流脉冲（1μA 每0.1s开和0.1s关）同时纠正电磁场来完成冲洗，控制杂交试验（i.e.,捕获探针[pad1-5]和非特异性GAS探针[pad1-4] 合成靶的杂交，变性大肠杆菌DNA和带特异性捕获探针[pads 3－1和3－5]和非特异性GAS探针[pads 3-2和3－4]的质粒pCR2.1 [上面提到的不带296bp插入]的混合物用上面所述的相同 *** 作来完成，为了DNA容易杂交，经蛋白酶K处理的溶解产物片断在L－组氨酸缓冲液中被分别稀释3倍和5倍。含稀释溶解产物样品的管子放在100℃水浴中10分钟，打碎DNA（最后DNA序列在300bp至1kb之间），并且得到一个单一的DNA。如上面所述用每个靶样（与5倍稀释的靶样互补的探针在pads1－1，1－3，2－1和2－3与3倍稀释的靶样互补的探针在pads4－1，4－3，5－1和5－3上，非互补探针在与5倍稀释的靶样非互补探针在pads1－2，2－2和与3倍稀释的靶样非互补探针在pads4－2，5－2）来完成杂交。为了传导2层分析，报告探针（5’-BTR-GTTGAAATGACCTAACTTTTTCG-3’）按以下方法杂交，芯片在室温下放入1×STE（150mM硫化钠，10mM Tris－HCI,1 mM EDTA,PH8.0）含超声处理的变性的小牛胸腺DNA（100μg/ml，Sigma）的缓冲液中放置5分钟，然后去除缓冲液，将10μl混合液（500nM在含小牛胸腺DNA的1×STE缓冲液中的报告探针）置于芯片上，在室温中放置5分钟，芯片用由0.2×STE制成的1％SDS的缓冲液10μl冲洗5次，然后常温下在5ml相同的缓冲液中浸10分钟，最后用0.2×STE冲洗5次。

RNA杂交：寡核苷酸捕获探针5’-biotin-GAGTTGCAGACTCCAATCCGGACTACGACGCAC TTTA-3’对16SRNA有特异性，在3，末与之结合，探针在50mM L－组氨酸缓冲液中稀释，得到终浓度为500nM，捕捉探针固定在带电磁场的链亲和素的实验微位置上，正电磁场通过在每个电极上200nA特续1分钟的交流电产生，去除剩余探针溶液，芯片用50mM L－组氨酸缓冲液冲洗，GAS探针（非特异性控制）的固定是通过如上所述的 *** 作来完成的，为了测试捕获探针的特异性，合成的靶样寡核苷酸（5’-AATGGCGCATACAAAGAGAAGCGACCTCGCGAGAGCAAGCGGACCTCATAAAGTGCGTCGTAGTCCGGATTGGAGTATGCAACTCG-3’，50pM）通过持续给每个电极450nA3分钟的交流电平行电杂交至固定的互补探针和邻近的非互补探针上。为了使16SRNA容易杂交，经蛋白酶K处理过的溶解产物碎片分别用L－组氨酸缓冲液稀释3次和5次。同时稀释溶解产物样品与质粒DNA杂交，杂交完成后，新鲜的三磷酸缓冲液(20mM Tris-base,20mM di-basic 磷酸钠PH9.0)取代旧的L－组氨酸缓冲液来完成严格的电子冲洗。冲洗靠同时将70直交流脉冲至一排负的电磁场，750nA每pad0.1s开0.1s关来完成。为了传导2层分析报告探针的杂交如下：报告探针的混合序列为：5’-BTR-TCC GACTTCATGGAGTC-3’，5’-BTR-TGAGGTCCGCTTGCTCTCGCGA-3’和 5’-GGTCGCTTC TCTTTGTATGCGCCATT-BTR-3’。芯片在室温下放入1×STE（10μl）含超声处理的变性小牛胸腺DNA的缓冲液中放置5分钟，然后去除缓冲液，将15μl的混合溶液（500nM在含前述小牛胸腺DNA的1×STE缓冲液中的报告探针）加在芯片上，在室温中放置5分钟。然后芯片用0.2×STE 制成的1％SDS的缓冲液15μl冲洗5次，在常温下浸入5ml相同的缓冲液10分钟，最后芯片用0.2×STE冲洗5次。

---