基因芯片是生物技术与微电子芯片技术融合的结晶,在短短几年内这项技术就得以崭露头角,并开始对生命科学研究的诸多领域带来冲击甚至是革命.与之相应,基因芯片的研制工作也在逐渐成为各国研究的焦点.探针设计是基因芯片制备流程的关键环节,是其它环节的前提保证.论文提出的代价函数改进方法Ⅰ对探针形成发夹结构的倾向性进行了评估,并在其基础上提出了代价函数的改进方法Ⅱ,该方法对目标序列的整体T<,m>值水平T<,avg>进行估算,探针集合的代价取集合内所有探针的T<,m>值平均值与T<,AVG>的差值.两种改进方法,都有效地避免了在探针内部发夹结构的形成.其中采用改进方法Ⅱ,可以使探针优化的时间明显缩短.论文还讨论了对基因芯片检测结果分析的计算机模拟.其中,模拟对目标序列SNPs的检测,可以确定不同探针设计方案所适用的目标序列有效突变范围;模拟探针制备误差和杂交错配对检测结果的影响,可以分析芯片检测对探针制备误差和杂交错配的的容错性.在已知目标序列SNPs比例、探针制备误差或杂交错配比例的前提下,通过对杂交和检测结果分析的计算机模拟,可对芯片检测的可靠性、容错性做出预测.该文最后介绍了将变长变覆盖方法及共改进模型和芯片检测的计算机模拟应用于实际而实现的一套高密度基因芯片设计系统HGD V1.0.该系统可以在短时间内准确、可靠地完成大规模基因芯片的探针阵列设计.