生物芯片的相關介紹
更新時間：2022-01-18 點擊次數：1617
什么是生物芯(xin)片呢？
簡單(dan)說，生(sheng)物(wu)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)就是(shi)(shi)在一(yi)塊玻璃片(pian)(pian)、硅片(pian)(pian)、尼龍膜等(deng)材料(liao)上放(fang)上生(sheng)物(wu)樣品，然后(hou)由一(yi)種(zhong)儀器收集信(xin)號，用計算機分析數據結果。人們(men)可能很(hen)容易把生(sheng)物(wu)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)與(yu)電(dian)子芯(xin)(xin)片(pian)(pian)聯系起(qi)來，雖然，生(sheng)物(wu)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)和(he)電(dian)子芯(xin)(xin)片(pian)(pian)確實有著聯系，但它(ta)們(men)是(shi)(shi)不同(tong)的(de)兩種(zhong)東西。生(sheng)物(wu)芯(xin)(xin)片(pian)(pian)并不等(deng)同(tong)于電(dian)子芯(xin)(xin)片(pian)(pian)，只是(shi)(shi)借(jie)用概念，它(ta)的(de)原名叫“核酸(suan)微陣列”，因為它(ta)上面(mian)的(de)反應是(shi)(shi)在交叉的(de)縱(zong)列中所(suo)發生(sheng)。
生(sheng)物(wu)(wu)(wu)芯片（biochip）是指采用光導(dao)原位合成或微量(liang)點樣(yang)等(deng)(deng)方(fang)法，將大(da)量(liang)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)大(da)分(fen)(fen)子(zi)(zi)比如(ru)核酸(suan)片段、多(duo)肽分(fen)(fen)子(zi)(zi)甚至組(zu)織切片、細(xi)胞等(deng)(deng)等(deng)(deng)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)樣(yang)品有序(xu)地固(gu)化于支持物(wu)(wu)(wu)（如(ru)玻片、硅片、聚丙烯酰胺凝膠、尼龍膜等(deng)(deng)載體）的(de)(de)表面，組(zu)成密(mi)集(ji)二維(wei)分(fen)(fen)子(zi)(zi)排列(lie)，然后(hou)與(yu)已標(biao)記的(de)(de)待(dai)測生(sheng)物(wu)(wu)(wu)樣(yang)品中(zhong)(zhong)靶分(fen)(fen)子(zi)(zi)雜(za)交，通過特定的(de)(de)儀器比如(ru)激(ji)光共(gong)聚焦掃描或電荷偶聯攝影像機（CCD）對雜(za)交信號的(de)(de)強度進行快速(su)、并行、高效地檢測分(fen)(fen)析，從而判斷(duan)樣(yang)品中(zhong)(zhong)靶分(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)數量(liang)
生物芯片技術源于核酸分子雜交。所謂生物芯片一般指高密度固定在互相支持介質上的生物信息分子（如基因片段、CDN*片段或多肽、蛋白質）的微陣列雜交型芯片（micro-arrays），陣列中每個分子的序列及位置都是已知的，并且是預先設定好的序列點陣，微流控芯片（microfluidic chips）和液態生物芯片是比微陣列芯片后發展的生物芯片新技術。生物芯片技術是系統生物技術的基本內容。
生物芯片主要特點是高通量、微型化和自動化。生物芯片上高度集成的成千上萬密集排列的分子微陣列，能夠在很短時間內分析大量的生物分子，使人們能夠快速準確地獲取樣品中的生物信息，檢測效率是傳統檢測手段的很多倍。基因芯片是生物芯片技術中發展成熟和先實現商品化的產品。基因芯片是基于核酸探針互補雜交技術原理而研制的。所謂核酸探針只是一段人工合成的堿基序列，在探針上連接上一些可檢測的物質，根據堿基互補的原理，利用基因探針到基因混合物中識別特定基因。基因芯片，又稱DNA芯片，DNA微陣列（DNAmicroar ray），和我們日常所說的計算機芯片非常相似，只不過高度集成的不是半導體管，而是成千上萬的網格狀密集排列的基因探針，通過已知堿基順序的DN*片段，來結合堿基互補序列的單鏈DNA，從而確定相應的序列，通過這種方式來識別異常基因或其產物等。目前，比較成熟的產品有檢測基因突變的基因芯片和檢測細胞基因表達水平的基因表達譜芯片。基因芯片技術主要包括四個基本技術環節：芯片微陣列制備、樣品制備、生物分子反應和信號的檢測及分析。
目前制(zhi)備(bei)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)主要采用(yong)表面化學的(de)(de)(de)(de)(de)方法或組合化學的(de)(de)(de)(de)(de)方法來處(chu)(chu)理(li)(li)固相基質(zhi)(zhi)如玻璃片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)或硅片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)，然后(hou)使DN*片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)段或蛋白(bai)質(zhi)(zhi)分(fen)子(zi)(zi)按特(te)(te)定(ding)順序排列在(zai)(zai)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)基上。目前已有將近(jin)40萬(wan)種(zhong)不同的(de)(de)(de)(de)(de)DNA分(fen)子(zi)(zi)放在(zai)(zai)1平方厘米的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)密度基因(yin)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)，并(bing)且正在(zai)(zai)制(zhi)備(bei)包(bao)含上百萬(wan)個(ge)DNA探(tan)針的(de)(de)(de)(de)(de)人(ren)類(lei)基因(yin)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)。生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)樣(yang)品的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)和(he)處(chu)(chu)理(li)(li)是(shi)(shi)基因(yin)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)技術的(de)(de)(de)(de)(de)第二個(ge)重要環節。生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)樣(yang)品往往是(shi)(shi)非常復雜的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)分(fen)子(zi)(zi)混(hun)合體，除少數特(te)(te)殊樣(yang)品外，一(yi)般不能直接(jie)與芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)進(jin)行反(fan)(fan)(fan)應。要將樣(yang)品進(jin)行特(te)(te)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)，獲取(qu)(qu)其中的(de)(de)(de)(de)(de)蛋白(bai)質(zhi)(zhi)或DNA、RNA等信息分(fen)子(zi)(zi)并(bing)加以標記，以提高(gao)(gao)檢測的(de)(de)(de)(de)(de)靈敏度。第三步(bu)是(shi)(shi)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)分(fen)子(zi)(zi)與芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)進(jin)行反(fan)(fan)(fan)應。芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)上的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)分(fen)子(zi)(zi)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應是(shi)(shi)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)檢測的(de)(de)(de)(de)(de)關鍵一(yi)步(bu)。通過(guo)選(xuan)擇合適的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應條(tiao)件使生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)分(fen)子(zi)(zi)間反(fan)(fan)(fan)應處(chu)(chu)于*佳狀況中，減(jian)少生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)分(fen)子(zi)(zi)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)錯配比(bi)率，從而獲取(qu)(qu)能反(fan)(fan)(fan)映生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)本質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)信號。基因(yin)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)技術的(de)(de)(de)(de)(de)后(hou)一(yi)步(bu)就是(shi)(shi)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)信號檢測和(he)分(fen)析(xi)(xi)。目前常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)信號檢測方法是(shi)(shi)將芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)置入芯(xin)(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)掃描儀中，通過(guo)采集各反(fan)(fan)(fan)應點的(de)(de)(de)(de)(de)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)強弱和(he)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)位置，經相關軟件分(fen)析(xi)(xi)圖(tu)像，即可以獲得有關生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)信息。
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