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1.细胞学检测
(1)脆性X染色体检查：脆性X染色体的检查对于了解脆性部位的表达频率以及脆性部位处染色体的结构非常重要，是确认最初先证者的基本手段。但本方法的检出率较低，一般只有50%左右。由于在X染色体上还存在别的与智力低下无关的脆性部位(如FRQXD等)，所以即使检出脆性X位点的存在也不能确诊为FXS患者或携带者。因此，该检查只能作为初筛试验，不能用作确诊的工具。
(2)荧光原位杂交技术检查：对于疑为FMR-Ⅰ基因大片段缺失的患者可作FISH检测。以荧光标记的探针，对经过秋水仙素等处理，处于中期分裂象的细胞染色体进行原位杂交，正常染色体有荧光显示，而相应部位有缺失的染色体则无荧光显示。
2.基因检测
(1)DNA印迹技术(Southern Blot)：动态突变和大片段的缺失突变会造成FMR-Ⅰ基因片段长度的显著改变，因此可用Southern印迹技术进行检测。针对FMR-Ⅰ基因不同的突变类型可以选用不同的限制性内切酶和探针。EcoRⅠ或HindⅢ限制性内切酶加pE5.1(或afaxal)探针，可检测出全突变或大片段的前突变，因此适用于检测具有智力异常的先证者。BclⅠ内切酶加StB12.3等探针可检测出含CGG在内的弥散区带，能较好地检出并初步确定前突变的大小。Pst Ⅰ内切酶加OX0.55探针可检测CGG重复数较小的前突变。如果使用一些对甲基化敏感的限制性内切酶，如EagⅠ，BssHⅠ，SacⅠ等，则能检测出CpG岛的甲基化，可较好地检测出全突变、前突变及嵌合型。Southern印迹技术敏感，准确，是经典的检测方法，但技术繁杂，不适用于普通群体或高危群体的筛选，也无法精确测定CGG的重复数。
(2)聚合酶链反应(PCR)技术：选用合适的引物，对患者的FMR-Ⅰ基因片段进行PCR扩增，扩增产物经变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离后直接观察结果，可准确判断CGG的重复数。此法用于发现重复数小的前突变以及观察普通群体中的(CGG)n分布，由此确定正常和前突变之间CGG重复数的分界。该方法简便，适于普查，缺点是CGG重复次数多的全突变顺序中含有大量GC碱基，PCR反应有一定难度。PCR技术无法检出甲基化，故也不能检出嵌合型。
3.蛋白质检测 由于FMRP在正常人几乎每种组织和细胞中均有表达，而在FXS的患者中却不表达或异常表达，因此用抗FMRP单克隆抗体作免疫组化或免疫荧光技术可以检测该蛋白质的存在。早期人们仅对可疑者的血涂片采用此法作检测，近来采用羊水中的胎儿脱落细胞观察是否存在FMRP作为诊断FXS产前诊断的指标。
常规做B超、心电图、脑电图等检查，可发现大睾丸、脑电图异常波型等。