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生物芯片的相关介绍

发布时间:2022-01-18      点击次数:412
什么是生物芯片呢?
简单说,生物芯片就是在一块玻璃片、硅片、尼龙膜等材料上放上生物样品,然后由一种仪器收集信号,用计算机分析数据结果。人们可能很容易把生物芯片与电子芯片联系起来,虽然,生物芯片和电子芯片确实有着联系,但它们是不同的两种东西。生物芯片并不等同于电子芯片,只是借用概念,它的原名叫“核酸微阵列”,因为它上面的反应是在交叉的纵列中所发生。
生物芯片(biochip)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、多肽分子甚至组织切片、细胞等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,通过特定的仪器比如激光共聚焦扫描或电荷偶联摄影像机(CCD)对杂交信号的强度进行快速、并行、高效地检测分析,从而判断样品中靶分子的数量
生物芯片技术源于核酸分子杂交。所谓生物芯片一般指高密度固定在互相支持介质上的生物信息分子(如基因片段、CDN*片段或多肽、蛋白质)的微阵列杂交型芯片(micro-arrays),阵列中每个分子的序列及位置都是已知的,并且是预先设定好的序列点阵,微流控芯片(microfluidic chips)和液态生物芯片是比微阵列芯片后发展的生物芯片新技术。生物芯片技术是系统生物技术的基本内容。
生物芯片主要特点是高通量、微型化和自动化。生物芯片上高度集成的成千上万密集排列的分子微阵列,能够在很短时间内分析大量的生物分子,使人们能够快速准确地获取样品中的生物信息,检测效率是传统检测手段的很多倍。基因芯片是生物芯片技术中发展成熟和先实现商品化的产品。基因芯片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(DNAmicroar ray),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DN*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。基因芯片技术主要包括四个基本技术环节:芯片微阵列制备、样品制备、生物分子反应和信号的检测及分析。
目前制备芯片主要采用表面化学的方法或组合化学的方法来处理固相基质如玻璃片或硅片,然后使DN*片段或蛋白质分子按特定顺序排列在片基上。目前已有将近40万种不同的DNA分子放在1平方厘米的高密度基因芯片,并且正在制备包含上百万个DNA探针的人类基因芯片。生物样品的制备和处理是基因芯片技术的第二个重要环节。生物样品往往是非常复杂的生物分子混合体,除少数特殊样品外,一般不能直接与芯片进行反应。要将样品进行特定的生物处理,获取其中的蛋白质或DNA、RNA等信息分子并加以标记,以提高检测的灵敏度。第三步是生物分子与芯片进行反应。芯片上的生物分子之间的反应是芯片检测的关键一步。通过选择合适的反应条件使生物分子间反应处于*佳状况中,减少生物分子之间的错配比率,从而获取能反映生物本质的信号。基因芯片技术的后一步就是芯片信号检测和分析。目前常用的芯片信号检测方法是将芯片置入芯片扫描仪中,通过采集各反应点的荧光强弱和荧光位置,经相关软件分析图像,即可以获得有关生物信息。 
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