探针是一小段单链DNA或者RNA片段,用于检测与其互补的核酸序列.双链DNA加热变性成为单链,随后用放射性同位素（通常用磷-32）将其标记成为探针.磷-32通常被掺入组成DNA的四种核苷酸之一的磷酸基团中,而荧光染料和酶与核酸序列以共价键相连.当将探针与样品杂交时,探针和与其互补的核酸（DNA或RNA）序列通过氢键紧密相连,随后,未被杂交的多余探针被洗去.最后,根据探针的种类,可进行放射自显影、萤光显微镜、酶联放大等方法来判断样品中是否,或者何位置含有被测序列（即与探针互补的序列）.
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