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分子診斷：應用分子生物學方法檢測患者體內遺傳物質的結構或表達水平的變化而做出診斷的技術，稱為分子診斷。分子診斷是預測診斷的主要方法，既可以進行個體遺傳病的診斷，也可以進行產前診斷。分子診斷的材料包括DNA、RNA和蛋白質

概述
分子診斷主要是指編碼與疾病相關的各種結構蛋白、酶、抗原抗體、免疫活性分子基因的檢測。

標本采集
合理的標本采集對保證標本的完整性和核酸的定性/定量檢測的準確性是至關重要的。標本應嚴格按照適當的生物安全指南進行采集，不合適的標本處理會導致核酸降解，產生錯誤的患者檢測結果。
1. 標本識別 標本采集時應明確患者身份及其標本，充分尊重患者隱私。同時應為醫療人員提供合理而充足的檢測和治療相關的信息。標本應牢固地貼上標簽，內容至少包括：識別號、采集日期和時間、標本采集者姓名、標本來源等。
2. 申請單信息 申請單至少包括以下幾點信息：唯一標識號、入院登記號、患者姓名、出生日期、性別、種族、采集日期、標本類型、相關的臨床和實驗室信息、醫生姓名、標本采集的部門、檢測申請原因等。
3. 標本采集 采集人體組織或體液標本時應遵守相關的安全防范措施，佩戴手套，預防標本中血源性病原體的傳播，同時阻止標本被處理人員的脫落細胞污染。特定的檢測方法可能需要額外的預防措施和采集說明，如HPV檢測采集宮頸標本應在醋酸試驗之前。實驗室采用不同的檢測方法時應考慮潛在的干擾和污染來源，正確指導和培訓臨床醫生按照特定方法或檢測體系的標本采集要求進行采集。臨床實驗室收到標本后應盡快將標本信息輸入至實驗室信息系統（LIS），同時應盡快處理接收的標本。如果標本存在如溶血、冰凍血液或標記不當等情況應考慮拒收。
4. 抗凝劑 血液和骨髓穿刺（BMA）標本采集應使用合適的抗凝管或含其他添加劑的試管。試管添加劑的選擇應根據分析物類型、試驗、標本量而定，有研究表明肝素和亞鐵血紅素可能會抑制PCR反應。因此，推薦使用EDTA和ACD抗凝劑檢測血漿或骨髓穿刺標本。如果被測量為細胞內RNA，采集血液或骨髓的設備應包含RNA穩定劑，或者在采集后立即加入RNA穩定溶液。
5. 組織標本 如果無法獲得血液或口腔黏膜細胞（如患者死亡），或者組織標本的基因型同血液或口腔黏膜細胞不同，或者組織為某些潛在感染物質核酸的唯一來源時，可采用組織標本。通常最佳的組織量為1-2g，但由于各種組織所含的DNA和RNA的量不同，采集組織的量也因組織而異。多細胞組織如骨髓、淋巴結、脾適用于基因組DNA檢測，需要的組織量較少。少細胞標本如肌肉、纖維、脂肪組織不是基因組DNA的最佳來源，采集量最好大于1-2g。通常，如果沒有廣泛脂肪浸潤，大于10mg的組織至少獲得10μg的RNA或DNA。不同組織的蛋白質的量和類型各不相同，核酸分離方法也因組織而異。按照特定來源的組織，根據廠家建議分離DNA或RNA。
病理科醫生通常從大塊組織中采取有代表性的部分組織進行固定、染色、顯微鏡檢測和病理診斷，或者選擇有代表性的組織提取DNA或RNA進行分子學分析。一般選擇病灶組織進行檢測、非病灶組織作為對照。對照組織對某些分子檢測是至關重要的，如雜合性缺失分析或微衛星不穩定性試驗。
技術種類
分子診斷是當代醫學發展的重要前沿領域之一，其核心技術是基因診斷，常規技術包括：
（1）聚合酶鏈式反應（PCR）；
（2）DNA測序（DNA sequencing）；
（3）熒光原位雜交技術（FISH）；
（4）DNA印跡技術（ DNA blotting ）；
（5）單核苷酸多態性（SNP）；
（6）連接酶鏈反應（LCR）；
（7）基因芯片技術（gene chip）。

應用領域
其中，PCR產品占據目前分子診斷的主要市場，基因芯片是分子診斷市場發展的主要趨勢。PCR產品靈敏度高、特異性強、診斷窗口期短，可進行定性、定量檢測，可廣泛用于肝炎、性病、肺感染性疾病、優生優育、遺傳病基因、腫瘤等，填補了早期免疫檢測窗口期的檢測空白，為早期診斷、早期治療、安全用血提供了有效的幫助。基因芯片是分子生物學、微電子、計算機等多學科結合的結晶，綜合了多種現代高精尖技術，被專家譽為診斷行業的終極產品。但其成本高、開發難度大，目前產品種類很少，只用于科研和藥物篩選等用途。[1] 

基本原理
分子診斷的主要技術有核酸分子雜交、聚合酶鏈反應和生物芯片技術。
1.核酸分子雜交技術 具有一定互補序列和核苷酸單鏈在液相或固相中按堿基互補配對原則締合成異質雙鏈的過程，稱為核酸分子雜交。雜交的雙方是待測核酸序列和探針序列。應用該技術可對特定DNA或RNA序列進行定性或定量檢測。
2.聚合酶鏈反應（即Polymerase chain reaction，PCR）[2]  原理：PCR是模板DNA，引物和四種脫氧核糖核昔三磷酸（dNTP）在DNA聚合酶作用下發生酶促聚合反應，擴增出所需目的DNA。包括三個基本步驟：雙鏈DNA模板加熱變性成單鏈（變性）；在低溫下引物與單鏈DNA互補配對（退火）；在適宜溫度下TapDNA聚合酶催化引物沿著模板DNA延伸。
3.生物芯片技術是近年發展起來的分子生物學與微電子技術相結合的核酸分析檢測技術。最初的生物芯片技術主要目標是用于DNA序列測定、基因表達譜鑒定和基因突變體檢測和分析，所以又稱為DNA芯片或基因芯片技術。由于目前這一技術已擴展至免疫反應、受體結合等非核酸領域，出現了蛋白質芯片、免疫芯片、細胞芯片、組織芯片等，所以改稱生物芯片技術更符合發展趨勢。

基本流程
多年來，大部分分子診斷實驗室的核心技術都主要集中在檢測特異性、相對較短的DNA或RNA片段上。該技術能診斷傳染性疾病、鑒別影響藥物代謝的特殊基因變異型或檢測與疾病有關的基因，如與癌癥有關的基因。這些檢測的核心是實時定量聚合酶鏈反應（PCR）、轉錄調節擴增（TMA）、靶向擴增和信號擴增等類似技術的應用。桑格排序和DNA片段分析或采用毛細電泳法的凝膠法都是分子診斷實驗室的關鍵技術，但他們通常還包括檢測過程中的擴增步驟。為了能順利應用那些采用DNA和RNA來診斷疾病的檢測，分子診斷實驗室必須要使用定義明確的工作流程，從而得到穩定的、有效的結果，而當前已存在能幫助診斷實驗室實現每個工作流程流水化的特殊工具。檢測的基本流程如下所示：
1、樣本收集和制備。 從樣本中提取出用于檢測的基因。
2、擴增：一旦分離出基因物質，必須立即將其擴增到可檢測數量，以便做出診斷命令。
3、檢測：獲得足夠的目標物質后，光型傳感器將讀取與即將檢測的目標物質相對應的信號。信號必須是單一的或多樣的，從而實現在一次反應（如多通道檢測）中檢測到多種目標物質。
4、數據分析：對在檢測步驟中讀取出的信號進行分析。將分析結果轉換為實驗室人員隨時可以解釋的信息，從而最終為臨床醫生提供診斷結果。

發展趨勢
世界各國高度重視分子診斷技術的發展，基因芯片將成為新一代分子診斷試劑開發的主流。基因芯片是分子生物學、微電子、計算機等多學科結合的結晶，綜合了多種現代高精尖技術，被專家譽為“診斷行業的終極產品”。基因芯片具有同時能夠檢測多個靶點的功能，具有快速有效的特點。因而基因芯片成為新一代分子診斷試劑的主要開發方向，但其成本高、開發難度大，目前產品種類很少，只用于科研和藥物篩選等用途。目前基因芯片的大規模臨床應用還存在尚未克服的技術缺陷，主要是由于芯片診斷特異性和靈敏度低、芯片診斷成本高昂和芯片診斷配套儀器價格昂貴等原因。目前全球，雖然只有少數的芯片可用于臨床診斷，但國內基因芯片技術已經處于世界領跑的地位。基因芯片技術將是熒光定量PCR 檢測技術最具挑戰的潛在對手，主要是：熒光定量PCR 技術一次只能檢測一個或幾個目標基因，而基因芯片技術可以實現對大量目標基因的同時檢測。隨著人類基因組計劃的進展，基因芯片在國內外已成為研發熱點。若基因芯片技術迅速成熟并大規模產業化，將對熒光定量PCR 檢測產生較大的沖擊。不過，目前基因芯片的大規模臨床應用還存在尚未克服的技術缺陷，主要是由于芯片診斷特異性和靈敏度低、芯片診斷成本高昂和芯片診斷配套儀器價格昂貴等原因，預計熒光定量PCR 檢測技術在今后5 到10 年內可保持領先。