蛋白芯片技術將蛋白質作為研究對象，其原理是對固相載體進行特殊的化學處理，再將已知的蛋白分子產物固定其上（如酶、抗原、抗體、受體、配體、細胞因子等），根據這些生物分子的特性，捕獲能與之特異性結合的待測蛋白（存在于血漿、血清、淋巴、尿液、間質液、滲出液、細胞溶解液、分泌液等），經洗滌、純化，再進行確認和生化分析；它為獲得重要生命信息（如未知蛋白組分、序列。體內表達水平生物學功能、與其他分子的相互調控關系、藥物篩選、藥物靶位的選擇等）提供有力的技術支持。

主要有三類蛋白芯片：蛋白質微陣列、三維凝膠塊芯片和微孔板蛋白質芯片。

哈佛大學的Macbeath和SchreiberL等報道了：通過點樣機械裝置制作蛋白質芯片的研究，將針尖浸入裝有純化的蛋白質溶液的微孔中，然后移至載玻片上，在載玻片表面點上1nl的溶液，然后機械手重復操作，點不同的蛋白質。利用此裝置大約固定了10，000種蛋白質，并用其研究蛋白質與蛋白質間，蛋白質與小分子間的特異性相互作用。Macbeath和Schreiber首先用一層小牛血清白蛋白（BSA）修飾玻片，可以防止固定在表面上的蛋白質變性。由于賴氨酸廣泛存在于蛋白質的肽鏈中，BSA中的賴氨酸通過活性劑與點樣的蛋白質樣品所含的賴氨酸發(fā)生反應，使其結合在基片表面，并且一些蛋白質的活性區(qū)域露出。這樣，利用點樣裝置將蛋白質固定在t3SA表面上，制作成蛋白質微陣列。

實際上，三維凝膠塊芯片是在基片上點布以10000個微小聚苯烯酰胺凝膠塊，每個凝膠塊可用于靶DNA、RNA和蛋白質的分析。這種芯片可用于篩選抗原抗體、酶動力學反應的研究。該系統(tǒng)的優(yōu)點是：凝膠條的三維化能加進更多的已知樣品，提高檢測的靈敏度；蛋白質能夠以天然狀態(tài)分析，可以進行免疫測定、受體、配體研究和蛋白質組分分析。三維凝膠塊芯片是美國阿貢國家實驗室和俄羅斯科學院恩格爾哈得分子生物學研究所開發(fā)的一種芯片技術。

Mendoza等在傳統(tǒng)微滴定板的基礎上，利用機械手在96孔的每一個孔的平底上點樣成同樣的四組蛋白質，每組36個點（4×36陣列），含有8種不同抗原和標記蛋白?？芍苯邮褂门c之配套的全自動免疫分析儀，測定結果。適合蛋白質的大規(guī)模、多種類的篩選。

常用的材質有玻片、硅、云母及各種膜片等。理想的載體表面是滲透濾膜（如硝酸纖維素膜）或包被了不同試劑（如多聚賴氨酸）的載玻片。外形可制成各種不同的形狀。Lin，SR等人引采用APTS-BS3技術增強芯片與蛋白質的結合。

低密度蛋白質芯片的探針包括特定的抗原、抗體、酶、吸水或疏水物質、結合某些陽離子或陰離子的化學集團、受體和免疫復合物等具有生物活性的蛋白質。制備時常常采用直接點樣法，以避免蛋白質的空間結構改變。保持它和樣品的特異性結合能力。高密度蛋白質芯片一般為基因表達產物，如一個cDNA文庫所產生的幾乎所有蛋白質均排：列在一個載體表面 ，其芯池數(shù)目高達1600個/cm2，呈微距陣排列，點樣時須用機械手進行，可同時檢測數(shù)千個樣品。

使用時將待檢的含有蛋白質的標本如尿液、血清、精液、組織提取物等，按一定程序做好層析、電泳、色譜等前處理，然后在每個芯池里點入需要的種類。一般樣品量只要2-10μL即可。

根據測定目的不同可選用不同探針結合或與其中含有的生物制劑相互作用一段時間，然后洗去未結合的或多余的物質，將樣品固定一下等待檢測即可。

直接檢測模式是將待測蛋白用熒光素或同位素標記，結合到芯片的蛋白質就會發(fā)出特定的信號，檢測時用特殊的芯片掃描儀掃描和相應的計算機軟件進行數(shù)據分析，或將芯片放射顯影后再選用相應的軟件進行數(shù)據分析。間接檢測模式類似于ELISA方法，標記第二抗體分子。以上兩種檢測模式均基于陣列為基礎的芯片檢測技術。該法操作簡單、成本低廉，可以在單一測量時間內完成多次重復性測量。國外多采用[color=#990000][b]質譜[/b][/color](mass spectrometry．MS）分析基礎上的新技術，如表面加強的激光離子解析一飛行時間質譜技術（SELDI-TOF-MS），可使吸附在蛋白質芯片上的靶蛋白離子化，在電場力的作用下計算出其質量電荷比，與蛋白質數(shù)據庫配合使用，來確定蛋白質片段的分子量和相對含量，可用來進行檢測蛋白質譜的變化。光學蛋白芯片技術是基于1995年提出的光學橢圓生物傳感器的概念。利用具有生物活性的的芯片上靶蛋白感應表面及生物分子的特異性結合性，可在橢偏光學成像觀察下直接測定多種生物分子。