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分离和纯化核酸样品并不是一件容易的工作，它包括了细胞分离、破胞、脱蛋白、提取DNA等多方面的工作.在细胞分离方法上较突出的有过滤分离（如宾夕法尼亚大学研究小组开发的横坝式过滤芯片[20]）和介电电泳分离（利用施加在芯片上的高频非均匀电场在不同的细胞内诱导出偶电极，导致细胞受不同的介电力作用，从而把它们从样品中分离出来[21，22]）等。

因为所用检测仪器的灵敏度还不够高，因此从血液或活体组织中提取的DNA在标记和应用前都需要扩增复制.例如，在对一个肿瘤的活体解剖样品进行检测时，需要在几千个正常基因中找到一个异常的癌基因，很显然这需要对样品DNA进行必要和特有的复制才易于检测。芯片中的核酸扩增研究已有了很大的进展，在芯片中进行PCR获得成功的有宾夕法尼亚大学研究小组[23]、美国加州Lawrence Livermore国家实验室[24]、Perkin-Elmer公司[25]和伦敦帝国理工大学[26].宾夕法尼亚大学研究小组所做的扩增反应是在硅-玻璃芯片中进行的，芯片的外部加热和冷却采用的是计算机控制的Peltier电热器。他们成功地在硅-玻璃芯片中完成了一系列不同的核酸扩增反应，例如RT-PCR，LCR，多重PCR和DOP-PCR.Lawrence Livermore国家实验室加工的硅芯片采用了芯片内置式薄膜多晶硅加热套，使其升降温的速度可以得到极大的提高。Perkin-Elmer公司的PCR反应则是在塑料芯片上完成的.伦敦帝国理工大学Manz领导的研究小组研制了一种样品可在不同温度的恒温区间内连续流动的PCR芯片