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生物芯片-生物芯片分类应用

来源:https://www.xiutupi.com 发布时间:2021-10-11热度:

在20世纪科技史上有两件事影响深远:
一是微电子芯片的出现,它是计算机和许多家电的斗L\脏”,改变了我们的经济文化和社会生活方式;
另一件就是生物芯片的出现,它改变了生命科学的研究方式,革新了医学诊断和治疗,极大地提高人口素质和健康水平。

那么,究竟何谓‘生物芯片”呢?生物芯片技术是随着世纪之交人类基因组计划的研究发展应运而生的一种主要由生命科学与微电子等学科相互交叉发展起来的高新技术。
生物芯片是指采用光导原位合成或微量点样等方法,将大量生物大分子比如核酸片段、多败分子甚至组织切片、细胞等生物样品有序地固化于支持物(如玻片、硅片、聚丙烯酰胺凝胶、尼龙膜等载体)的表面,组成密集二维分子排列,然后与已标记的待测生物样品中靶分子杂交,通过特定的仪器如激光共聚焦扫描或电荷偶联摄影相机对杂交信号的强度进行快速、并行、高效的检测分析,从而判断样品中靶分子的有关定性或定量方面的信息。
常用玻片或硅片作为固相支持物,且制备过程模拟计算机芯片的制备技术,所以称为生物芯片技术。

生物芯片把生化分析系统中的样品制备、生化反应和结果检测三个部分有机地结合起来连续完成。
与传统的检测方法相比,具有高通量、高信息量、快速、微型化、自动化、成本低、污染少、用途广等特点。
目前常用的生物芯片,根据芯片上的固定的探针不同,分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、组织芯片和芯片实验室;
根据原理还可分为元件型微阵列芯片、通道型微阵列芯片、生物传感芯片等新型生物芯片。

生物芯片的制作方法有原位合成法和点样法两类。
原位合成法是目前制备高密芯片最为成功的方法,即按预先设计的序列顺序有规律地在固相支持物上直接合成多种不同的生物分子片段(如DNA片段),该法适于制造寡核昔酸和寡肮微点阵芯片,具有合成速度快、相对成本低、便于规模化生产等优点;
点样法就是合成后微量点样技术,也称为交联制备法,即利用由电脑控制的点样装置将预先合成或制备的核酸探针、多败、蛋白质等按一定的排列顺序点在经特殊处理的载体上,通过共价交联或非共价交联吸附固定生物大分子,该法主要用于中低密度的芯片制备,适用于多种长度的生物分子样品。

基因芯片是生物芯片技术中发展最成熟和最先实现商品化的产品,它是基于核酸探针互补杂交技术原理而研制的。
所谓核酸探针,只是一段人工合成的碱基序列,在探针上连接上一些可检测的物质,根据碱基互补的原理,利用基因探针到基因混合物中识别特定基因。
基因芯片又称DNA芯片、DNA微阵列,和我们日常所说的计算机芯片非常相似,只不过高度集成的不是半导体管,而是成千上万的网格状密集排列的基因探针,通过已知碱基顺序的DNA片段,来结合碱基互补序列的单链DNA,从而确定相应的序列,通过这种方式来识别异常基因或其产物等。

目前,比较成熟的产品有检测基因突变的基因芯片和检测细胞基因表达水平的基因表达谱芯片。
目前,生物芯片技术已经广泛应用于寻找新基因、基因测序及基因表达分析、疾病基因水平诊断和个性治疗、药物筛选与毒理学研究、植物的优选和优育、环境检测、疾病防治、食品卫生监督以及生物信息学研究等诸多领域。
随着科技的发展和技术的提高,这项以多门学科、多项技术融合而诞生的高新技术也必然会越来越完善,它进一步的广泛使用将给21世纪的整个人类生活带来一场崭新的‘革命”。

生物芯片-生物芯片分类应用第1张图

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