Den første biochip blev opfundet af et amerikansk firma, nemlig Affymetrix, og produktet af dette firma er GeneChip (DNA-mikroarrays). Disse produkter omfatter antallet af individuelle DNA-sensorer, der bruges til at registrere defekter. Biochip spiller en vigtig rolle inden for biologiforskning som systembiologi såvel som sygdomsbiologi, mens antallet af kliniske anvendelser stiger. Det er et sæt mikroarrays, der placeres på en stærk overflade af et substrat, så tusindvis af reaktioner kan udføres på kortere tid. Udviklingen af biochip inkluderer hovedsagelig kombinationen af molekylærbiologi, biokemi og genetik. Biochips bruges til at analysere organiske molekyler forbundet med en levende organisme. Denne artikel diskuterer hvad der er biochip, typer, biochips og deres anvendelser ulemper og dets anvendelser.
Hvad er en biochip?
En biochip er et sæt formindskede mikroarrays, der placeres på et stærkt substrat, der gør det muligt at udføre mange eksperimenter på samme tid for at opnå en høj kapacitet på kortere tid. Denne enhed indeholder millioner af sensorelementer eller biosensorer . Ikke som mikrochips, disse er ikke elektroniske enheder. Hver eneste biochip kan betragtes som en mikroreaktor, der kan detektere en bestemt analyt som et enzym, protein, DNA, biologisk molekyle eller antistof. Hovedfunktionen for denne chip er at udføre hundreder af biologiske reaktioner på få sekunder som afkodning af gener (en sekvens af DNA).
Biochip
Arbejdsprincip for en biochip:
Arbejdet med Biochip inkluderer primært følgende trin.
- Trin 1: Operatøren genererer et elektromagnetisk felt med lav effekt gennem radiosignaler
- Trin 2: Den faste biochip tændes
- Trin 3: Den aktiverede chip sender identifikationskoden omvendt til operatøren gennem radiosignaler
- Trin 4: Læser styrker den modtagne kode for at ændre den til digital form og viser den til sidst på LCD.
Komponenter af BioChips
Biochip består af to komponenter, nemlig transponderen såvel som læseren.
Komponenter af BioChips
1) Transponder
Transpondere er to typer, nemlig aktiv transponder og passiv transponder. Dette er en passiv transponder, hvilket betyder, at den ikke indeholder noget af sin egen energi eller batteri, mens den i passiv tilstand ikke er aktiv, før operatøren aktiverer den ved at give den en lav elektrisk opladning. Denne transponder består af fire dele såsom antennespole, computermikrochip, glaskapsel og en tuningkondensator.
- Computermikrochippen gemmer et unikt identifikationsnummer (UID), der spænder fra 10 cifre til 15 cifre langt.
- Antennespolen er meget lille, primitiv og denne type antenne bruges til at sende og modtage signaler fra scanneren eller læseren.
- Opladningen af tuningkondensatoren kan ske med det lille signal, dvs. 1/1000 watt, der sendes af operatøren.
- Glaskapslen holder antennespolen, kondensator og mikrochip, og det er lavet med et biokompatibelt materiale, nemlig sodakalkglas.
2) Læser
Læseren består af en spole, nemlig “exciter”, og den danner et elektromagnetisk felt gennem radiosignaler. Det giver den krævede energi (<1/1000 of a watt) to activate the biochip. The reader carries a receiving coil for receiving the ID number or transmitted code sent back from the excited implanted biochip.
Typer af BioChips
Der er tre typer biochips til rådighed, nemlig DNA-mikroarray, mikrofluidchip og proteinmikroarray.
Typer af BioChips
1) DNA-mikroarray
En DNA-mikroarray eller DNA-biochip er et sæt små DNA-pletter fastgjort til en stærk overflade. En forsker bruger til at beregne ekspressionsniveauerne for et stort antal gener. Hvert DNA-mærke omfatter picomoler af bestemte gener, der betegnes som prober. Disse kan være et kort segment af et genetisk materiale under situationer med høj stivhed. Normalt bemærkes og tælles probe-target hybridisering ved genkendelse af fluorophore eller kemiluminescens-mærkede mål for at bestemme den relative mængde nukleinsyreserier i målet. Innovative arrays af nukleinsyre var makroarrays omkring 9 cm X 12 cm, og den oprindeligt automatiserede ikonbaserede analyse blev offentliggjort i år 1981.
2) Mikrofluid chip
Mikrofluide biochips eller lab-on-a-chip er et valg til sædvanlige biokemiske laboratorier og transformerer flere anvendelser som DNA-analyse, molekylærbiologiske procedurer, proteomics, der er kendt som undersøgelse af proteiner og diagnosticering af sygdomme (klinisk patologi). Disse chips bliver mere komplekse ved at bruge 1000'er af komponenter, men disse komponenter er designet fysisk kaldet som bottom-up full-custom plan, som er en meget stor arbejdsstyrke.
3) Protein Microarray
En proteinmikroarray eller proteinchipmetode bruges til at følge aktionerne såvel som forbindelser af proteiner og til at finde ud af deres funktion i stor skala. Den største fordel ved proteinmikroarray er, at vi kan spore et stort antal proteiner parallelt. Denne proteinchip består af en overflade til understøtning som mikrotiterplade eller perle, nitrocellulosemembran, glasskyderen. Disse er automatiserede, hurtige, økonomiske, meget følsomme, bruger mindre mængde prøver. Den første metode til proteinchips blev introduceret i antistofmikroarrays med videnskabelig offentliggørelse i år 1983. Teknologien bag denne chip var ret let at udvikle til DNA-mikroarrays, der er blevet til de mest almindeligt anvendte mikroarrays.
Biochips Fordele og ulemper
Fordelene af biochip inkluderer følgende.
- Biochippen bruges til at redde de syge
- Meget lille i størrelse, kraftfuld og hurtigere.
- Biochips er nyttige til at finde de mistede mennesker
- Biochips kan bruges til at identificere personer individuelt
- Biochips udfører tusinder af biologiske reaktioner på få sekunder.
Ulemperne ved biochip inkluderer følgende.
- Biochips er dyre
- Biochip rejser farlige problemer med privatlivets fred.
- Biochip markerer afslutningen på menneskets frihed og selvrespekt.
- Der vil være en chance for at gøre enhver person til en kontrolleret person
- Biochips kan fastgøres i menneskets krop uden deres indblanding.
Biochips applikationer
Anvendelserne af biochip inkluderer følgende.
- Ved at bruge denne chip kan vi spore en person eller et dyr hvor som helst i verden.
- Denne chip bruges til at gemme og opdatere oplysningerne om en person som medicinsk økonomi og demografi.
- En biochip fører til sikre e-handelssystemer
- Disse chips er effektive til at gendanne optegnelser over medicinsk, kontant, pas osv.
- Biochippen kan anvendes inden for det medicinske område som en BP-sensor, glukosedetektor og ilt-sensor.
Af de ovennævnte oplysninger kan vi endelig konkludere, at biochips er nøjagtige, hurtige og miniaturiserede. Biochiprummet ligger i krydset mellem chipfremstilling, molekylebiologi, genomik og signalbehandling . Markedet for Biochips og dets applikationer er blevet øget i en række kerneforskningsregioner. Her er et spørgsmål til dig, hvad er definition af biochip ?
