基因表達(dá)檢測的最終技術(shù)目標(biāo)是能確定所關(guān)注的任何組織、細(xì)胞的RNA的絕對表達(dá)量。可以先從樣本中抽提RNA，再標(biāo)記RNA，然后將這些標(biāo)記物作探針與芯片雜交，就可得出原始樣本中不同RNA的量。然而用于雜交的某個(gè)特定基因的RNA的量與在一個(gè)相應(yīng)雜交反應(yīng)中的信號(hào)強(qiáng)度之間的關(guān)系十分復(fù)雜，它取決于多種因素，包括標(biāo)記方法、雜交條件、目的基因的特征和序列。所以芯片的方法最好用于檢驗(yàn)兩個(gè)或多個(gè)樣本中的某種RNA的相對表達(dá)量。樣本之間某個(gè)基因表達(dá)的差異性（包括表達(dá)的時(shí)間、空間特性及受干擾時(shí)的改變）是基因表達(dá)最重要的，而了解RNA的絕對表達(dá)豐度只為進(jìn)一步的應(yīng)用或多或少地起一些作用。

雙色雜交：為了最大限度地增加差異顯示的可靠性和精確性，我們用兩種具有不同光譜的熒光染料標(biāo)記兩種不同樣本，然后混合這兩種探針，并同時(shí)與一張芯片雜交的方法來直接對比這兩種樣本。兩樣本中的一種基因的相對表達(dá)量可通過同源目的基因的兩種染料的熒光強(qiáng)度的比值檢測出來。這個(gè)比值對以上討論的那些可能影響與某個(gè)特定基因雜交探針絕對量，但不影響兩種標(biāo)記探針雜交相對量的因素不敏感。

DNA基因表達(dá)譜芯片的應(yīng)用范圍：最簡單的基因表達(dá)譜檢測是比較兩種不同細(xì)胞或組織樣本中的與芯片陣列中相應(yīng)基因?qū)��?yīng)的mRNA的相對豐度。例如，可對比試驗(yàn)干預(yù)前后，或經(jīng)某種處理后連續(xù)時(shí)段內(nèi)的細(xì)胞以及不同分化時(shí)期的細(xì)胞，也可以對比突變型和野生型之間的mRNA表達(dá)的不同方式。這種試驗(yàn)方法靈活，使研究者可以收集到有關(guān)每種基因表達(dá)調(diào)節(jié)的更準(zhǔn)確信息。例如，通過一張芯片上的多核糖體RNA和總mRNA的對比雜交，可以測出每個(gè)基因的翻譯效率；通過細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中的polyA RNA樣本的差異性雜交，可以估計(jì)出細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)中的每種polyA RNA的分布：同樣的方法還可以調(diào)查其它類型的亞細(xì)胞單位。

I型和II型試驗(yàn)：許多受關(guān)注的生物學(xué)問題都能用雙色雜交試驗(yàn)這種最簡單的方法來研究。即兩種樣本直接在一張芯片上進(jìn)行比較（被稱為I型試驗(yàn)）。然而，對于需要對比多個(gè)樣本的復(fù)雜問題，這種直接的比較就不適用了。針對這種情況，我們使用一種替代的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，即在每次雜交中加一個(gè)一般對照作參考，這樣既保持了雙色雜交內(nèi)部對照的本質(zhì)特征，又可形成在大量樣本中的推斷對比，而不需要每個(gè)成對樣本單獨(dú)對比（這樣的試驗(yàn)設(shè)計(jì)為II型試驗(yàn)）。這種方法最普遍的應(yīng)用是用于時(shí)段（time-course）試驗(yàn)，即每個(gè)時(shí)點(diǎn)（timepoint）與一個(gè)原始時(shí)點(diǎn)作對比。由于在某個(gè)時(shí)點(diǎn)的一個(gè)特定基因的量相對于一個(gè)固定的參照（原始時(shí)點(diǎn)）而被檢測，那么就可研究通過這個(gè)時(shí)段的每個(gè)基因的活動(dòng)方式。參照物不一定與被檢驗(yàn)的樣本有關(guān)系，參照物最主要的屬性是它應(yīng)提供一個(gè)雜交信號(hào)，這樣在芯片上任何一個(gè)目的基因的雜交信號(hào)比值的分母就不會(huì)為零。因?yàn)樵诒粚Ρ鹊拇罅繕颖局�，一個(gè)理想的參照物對于每個(gè)樣本來說，都是一樣材料的混合，在這個(gè)混合物中，在一個(gè)樣本中表達(dá)的任何一個(gè)基因，也會(huì)在參照物中表達(dá)出來。