荧光原位杂交（FISH）

原位杂交（ISH）是一种功能强大的技术，可用于检测组织或细胞中染色体上的DNA或RAN序列的存在、缺失、定位、完整性和数量。ISH基于互补核酸单链的碱基配对（杂交）检测特异序列。在这种技术中，一条链是标记的序列片段（探针），仅与基因组中与之高度或者完全互补的序列结合，另一条链存在于待分析的样本材料中。因此，原位杂交始于制备分析用的样本和探针。将样本中的典型双链DNA变性成单链，并需要对探针进行标记以便于检测。

19世纪60年代开发了ISH的基本步骤，采用放射性同位素进行探针检测。19世纪80年代初，开发了采用荧光染料进行探针可视化的方法。因为这些标记更安全、更稳定、更易于处理，今天，大多数的原位杂交采用FISH方法。FISH的另一个重要优点是：通过采用几种不同的荧光染料，可同时检测单个样本中的不同靶结构。

FISH已成为细胞遗传学的一种重要技术。探针片段有多种来源：通过重组方法，或者通过PCR。今天，最常用的探针类型是经准确构建的细菌人工染色体（BAC）。设计或选择合适的FISH探针往往需要在灵敏度和特异性之间取得平衡，即，一个探针必须足够大，以确保特异性结合，以及携带足够数量的标记进行检测。另一方面，随着探针长度的增加，探针与其他靶序列杂交的可能性也增加。此外，探针如果太长，可能产生较大的信号或弥散性信号。

可直接将荧光分子与探针连接，或者用抗原或化学基团标记探针，抗原或化学基团随后与荧光基团结合，完成探针标记。根据使用的方法，标记过程可能从几个小时到几天不等。称为“原位”是为了强调如下事实：不是检测试管中分离的靶核酸分子，而且可直接检测新鲜或固定细胞或组织中的靶核酸分子。

采用FISH技术，可直观地观察中期（凝集）染色体上的染色体重排或小到几兆碱基对（百万个碱基对）的畸变。对于间期（伸展）染色体而言，分辨率可达到约1Mb。最近开发的几种方法，涉及染色质丝的人工伸展，甚至能达到更高的分辨率。

FISH方法无法检测碱基水平的突变，例如，一些遗传性疾病潜在的点突变。然而，FISH技术具有里程碑式的贡献：它使基因和人体基因组的物理图谱紧密联系起来。

在研究领域，FISH可用于鉴定基因的位置、确定人体染色体的数目和完整性，以进行人体染色体核型分析和染色体涂染。在临床实验室，FISH已成为检测染色体畸变的一种标准工具，特别在产前和癌症诊断方面。目前许多基因的FISH探针以及操作已获得了分析和临床验证，更多的正在开发和检测中。