基因芯片的最大優(yōu)點在于其高通量。基因芯片出現(xiàn)之前，研究眾多基因在特定研究體系中的表達變化的手段為原位雜交技術(shù)和NORTHERN技術(shù)。這兩種技術(shù)有其各自優(yōu)點。原位雜交技術(shù)可以精確定位待檢測基因在組織中分布于哪些細胞類型，而NORTHERN技術(shù)可以顯示待檢測基因的分子量信息。但兩個技術(shù)的致命缺點是極低的通量，即一次實驗過程只能檢測有限的基因。如果想在有限的實驗次數(shù)中檢測眾多基因在特定實驗體系中的變化規(guī)律，這兩種技術(shù)是不可能的。而利用芯片就可以達到這個目的。傳統(tǒng)方法檢測眾多基因要經(jīng)歷多次實驗而且自動化程度低，因而每次實驗之間是存在系統(tǒng)誤差的。基因芯片可以克服這個缺點，眾多基因的探針的標記、雜交等過程是在一次實驗過程中完成的，而且自動化程度高，數(shù)據(jù)客觀可靠。

如乳腺癌分子肖像的繪制就是利用了含8102個基因的基因芯片[Nature 406, 747 - 752 (17 August 2000)]。研究者從乳腺癌的臨床標本中提取信使RNA并標記為探針，去雜交芯片，從而了解眾多基因在正常乳腺和癌變?nèi)橄僦械谋磉_情況。但乳腺組織是相對復(fù)雜的組織，包含十一種細胞類型，因此不可能通過芯片了解基因在每類細胞中表達變化規(guī)律。研究者利用培養(yǎng)細胞在一定程度上彌補了此缺陷，既分別培養(yǎng)不同類型細胞，用來自細胞的DNA探針進行芯片雜交，當然培養(yǎng)的細胞和組織細胞還是有區(qū)別的。其他的例子還有很多，比如用含11004個基因的芯片進行的腦瘤基因表達的研究揭示了腦瘤發(fā)生發(fā)展的一些規(guī)律并對腦瘤的治療提供了理論依據(jù)(Cancer research, 15 July 2001)；基因芯片技術(shù)(6000多個基因)結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以精確診斷臨床上不容易區(qū)分的四種兒童復(fù)雜腫瘤(NATURE Medicine, Volume 7, Number 6, June, 2001)。

基因芯片的缺點在于其不能對待檢測基因在多細胞類型組織中的精確定位進行判斷,在這點上，NORTHERN也一樣，而原位雜交技術(shù)可以克服此缺點。另外很多蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)其功能不主要是依賴其是否表達或表達量高低，而是依賴蛋白質(zhì)磷酸化-去磷酸化等方式。在這種情況下，用核酸類生物芯片就沒有什么意義了，正在研究開發(fā)中的蛋白類芯片可能會有所作為的。

黃文晉，第四軍醫(yī)大學(xué)分子神經(jīng)生物學(xué)博士