生物芯片分析儀器(生物芯片分析儀器的作用)

本篇文章給大家談談生物芯片分析儀器，以及生物芯片分析儀器的作用對應的相關信息，希望對各位有所幫助，不要忘了關注我們祥龍魚場哦， 本文目錄一覽：不是生物傳感器！生物芯片指一切采用生物技術(shù)制備或應用于生物技術(shù)的微處理器，包括用于研制生物計算機的生物芯片生物芯片分析儀器，將健康細胞與電子集成電路結(jié)合起來的仿生芯片生物芯片分析儀器，縮微化的實驗室即芯片實驗室以及利用生物分子相互間的特異識別作用進行生物信號處理的基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、細胞芯片和組織芯片等，狹義的生物芯片就是微陣列，包括基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、細胞芯片和組織芯片等， 生物傳感器是對生物物質(zhì)敏

本篇文章給大家談談生物芯片分析儀器，以及生物芯片分析儀器的作用對應的相關信息，希望對各位有所幫助，不要忘了關注我們祥龍魚場哦。

本文目錄一覽：

• 1、生物芯片屬于生物傳感器么
• 2、生物芯片是什么
• 3、昂飛芯片材質(zhì)
• 4、與傳統(tǒng)的研究方法相比，生物芯片技術(shù)具有哪些優(yōu)點
• 5、請問生物學上SPR芯片是指什么?

生物芯片屬于生物傳感器么

不是生物傳感器！

生物芯片指一切采用生物技術(shù)制備或應用于生物技術(shù)的微處理器。包括用于研制生物計算機的生物芯片生物芯片分析儀器，將健康細胞與電子集成電路結(jié)合起來的仿生芯片生物芯片分析儀器，縮微化的實驗室即芯片實驗室以及利用生物分子相互間的特異識別作用進行生物信號處理的基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、細胞芯片和組織芯片等。狹義的生物芯片就是微陣列，包括基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、細胞芯片和組織芯片等。

生物傳感器是對生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號進行檢測的儀器。是由固定化的生物敏感材料作識別元件（包括酶、抗體、抗原、微生物、細胞、組織、核酸等生物活性物質(zhì)）與適當?shù)睦砘瘬Q能 結(jié)構(gòu)器（如氧電極、光敏管、場效應管、壓電晶體等等）及信號放大裝置構(gòu)成的分析工具或系統(tǒng)。生物傳感器具有接受器與轉(zhuǎn)換器的功能。 對生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號進行檢測的儀器。生物傳感器具有接受器與轉(zhuǎn)換器的功能！

生物芯片是什么

生物芯片技術(shù)

20世紀90年代初開始實施的人類基因組計劃（Human genome project，HGP）取得了人們當初意料不到的巨大進展。目前已經(jīng)測定了十多種微生物以及高等動植物的全基因組序列，海量的基因序列數(shù)據(jù)正在以前所未有的速度膨脹。一個現(xiàn)實的科學問題擺到了人們面前：如何研究如此眾多基因在生命過程中所擔負的功能？如何有效利用如此海量的基因信息揭示人類生老病死的一般規(guī)律，并為人類最終戰(zhàn)勝各種病魔提供有效武器？于是，一項類似于計算機芯片技術(shù)的新興生物高技術(shù)———，隨著人類基因組研究的進展應運而生了。生物芯片的種類生物芯片是近10年在生命科學領域中迅速發(fā)展起來的一項高新技術(shù)。它主要是指通過微加工和微電子技術(shù)在固體芯片表面構(gòu)建微型生物化學分析系統(tǒng)，以實現(xiàn)對生命機體的組織、細胞、蛋白質(zhì)、核酸、糖類以及其他生物組分進行準確、快速、大信息量的檢測。目前常見的生物芯片分為三大類：即基因芯片（Genechip，DNAchip，DNAmi?croarray）、蛋白芯片（Proteinchip）、芯片實驗室（Lab－on－a－chip）等。

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(nèi)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(tǒng)檢測手段的成百上千倍。生物芯片將是繼大規(guī)模集成電路之后的又一次具有深遠意義的科學技術(shù)革命?；蛐酒巧镄酒夹g(shù)中發(fā)展最成熟和最先實現(xiàn)商品化的產(chǎn)品?；蛐酒腔诤怂崽结樆パa雜交技術(shù)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(zhì)，根據(jù)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?；蛐酒址QDNA芯片，DNA微陣列（DNAmicroar ray），和我們?nèi)粘Ｋf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(wǎng)格狀密集排列的基因探針，通過已知堿基順序的DNA片段，來結(jié)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(chǎn)物等。目前，比較成熟的產(chǎn)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(shù)主要包括四個基本技術(shù)環(huán)節(jié)：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。

目前制備芯片主要采用表面化學的方法或組合化學的方法來處理固相基質(zhì)如玻璃片或硅片，然后使DNA片段或蛋白質(zhì)分子按特定順序排列在片基上。目前已有將近40萬種不同的DNA分子放在1平方厘米的高密度基因芯片，并且正在制備包含上百萬個DNA探針的人類基因芯片。生物樣品的制備和處理是基因芯片技術(shù)的第二個重要環(huán)節(jié)。生物樣品往往是非常復雜的生物分子混合體，除少數(shù)特殊樣品外，一般不能直接與芯片進行反應。要將樣品進行特定的生物處理，獲取其中的蛋白質(zhì)或DNA、RNA等信息分子并加以標記，以提高檢測的靈敏度。第三步是生物分子與芯片進行反應。芯片上的生物分子之間的反應是芯片檢測的關鍵一步。通過選擇合適的反應條件使生物分子間反應處于最佳狀況中，減少生物分子之間的錯配比率，從而獲取最能反映生物本質(zhì)的信號?；蛐酒夹g(shù)的最后一步就是芯片信號檢測和分析。目前最常用的芯片信號檢測方法是將芯片置入芯片掃描儀中，通過采集各反應點的熒光強弱和熒光位置，經(jīng)相關軟件分析圖像，即可以獲得有關生物信息。

蛋白芯片與基因芯片的原理相似。不同之處有，一是芯片上固定的分子是蛋白質(zhì)如抗原或抗體等。其二，檢測的原理是依據(jù)蛋白分子、蛋白與核酸、蛋白與其它分子的相互作用。蛋白芯片技術(shù)出現(xiàn)得較晚，尚處于發(fā)展時期，最近也取得了重大進展。例如，最近一期國際著名科學（Science）雜志報道了酵母蛋白質(zhì)組芯片（pro?teomechip）。這是目前為止第一個包含一種生物全部蛋白質(zhì)分子的蛋白質(zhì)芯片。相信，不久將會有包含更高等生物甚至人類蛋白質(zhì)組的蛋白質(zhì)芯片研制成功，并應用于生物醫(yī)學基礎研究和疾病診斷。芯片實驗室是生物芯片技術(shù)發(fā)展的最終目標。它將樣品制備、生化反應以及檢測分析的整個過程集約化形成微型分析系統(tǒng)?，F(xiàn)在已有由加熱器、微泵、微閥、微流量控制器、微電極、電子化學和電子發(fā)光探測器等組成的芯片實驗室問世，并出現(xiàn)了將生化反應、樣品制備、檢測和分析等部分集成的生物芯片。

例如可以將樣品制備和PCR擴增反應同時在一塊小小的芯片上完成。再如GeneLogic公司設計制造的生物芯片可以從待檢樣品中分離出DNA或RNA，并對其進行熒光標記，然后當樣品流過固定于柵欄狀微通道內(nèi)的寡核苷酸探針時便可捕獲與之互補的靶核酸序列。應用自主開發(fā)的檢測設備即可實現(xiàn)對雜交結(jié)果的檢測與分析。這種芯片由于寡核苷酸探針具有較大的吸附表面積，可以很靈敏地檢測到稀有基因的變化。同時，由于該芯片設計的微通道具有濃縮和富集作用，所以可以加速雜交反應，縮短測試時間，從而降低了測試成本。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀生物芯片技術(shù)的飛速發(fā)展引起了世界各國的廣泛關注和重視。1998年6月29日美國宣布正式啟動生物芯片計劃，美國國立衛(wèi)生部、能源部、商業(yè)部、司法部、、中央情報局等均參與了此項目。

同時斯坦福大學、麻省理工學院及部分國家實驗室也參與了該項目的研究和開發(fā)。世界各國也紛紛加大投入，英國劍橋大學、歐亞公司正在從事該領域的研究。世界大型制藥公司尤其對基因芯片技術(shù)用于基因多態(tài)性、疾病相關性、基因藥物開發(fā)和合成或天然藥物篩選等領域感興趣，都已建立了或正在建立自己的芯片設備和技術(shù)。以生物芯片為核心的相關產(chǎn)業(yè)正在全球崛起，目前美國已有10多家生物芯片公司股票上市，平均每年股票上漲75％。專家統(tǒng)計：全球目前生物芯片工業(yè)產(chǎn)值為10億美元左右，預計今后5年之內(nèi)，生物芯片的市場銷售可達到200億美元以上。

美國《財富》雜志刊文指出，微處理器使我們的經(jīng)濟發(fā)生了根本變化，給人類帶來了巨大的財富，改變了我們的生活方式。然而，生物芯片給人類帶來的影響可能更大。在20世紀科技史上有兩件事影響深遠，一是微電子芯片，它是計算機和許多家電的心臟，它改變了我們的經(jīng)濟和文化生活，并已進入每一個家庭；另一件事就是生物芯片，它將改變生命科學的研究方式，革新醫(yī)學診斷和治療，極大地提高人口素質(zhì)和健康水平。

生物芯片作為基因工業(yè)的一部分，可廣泛用于醫(yī)學臨床診斷、藥物開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測等領域，有著廣闊的市場前景，對人類生活與健康將產(chǎn)生多方面深遠影響。鑒于生物芯片技術(shù)具有巨大理論意義和實際價值，也為了我國生物芯片技術(shù)不再重蹈計算機芯片的覆轍，我國政府、科技界和商業(yè)界幾乎同時意識到生物芯片技術(shù)的重大戰(zhàn)略意義和蘊藏的無限商機，開展了生物芯片技術(shù)研發(fā)。其中最具代表性的事件就是2000年初由國內(nèi)從事生物芯片技術(shù)研究的多家單位進行強強聯(lián)合成立了國家生物芯片技術(shù)中心。中國工程院2000年1月6日在京舉辦首次工程科技論壇，專題定為“生物芯片技術(shù)”，與會科學家呼吁：以生物芯片技術(shù)為核心的各相關產(chǎn)業(yè)正在全球崛起，世界工業(yè)發(fā)達國家已開始有計劃、大投入、爭先恐后地對該領域知識產(chǎn)權(quán)進行保護。我國應迅速制定適合中國國情的對策，以避免出現(xiàn)像計算機產(chǎn)業(yè)那樣因沒有自己的芯片專利和技術(shù)而受制于人的被動局面。目前國內(nèi)已有多家科研單位開始從事這方面的研究。例如，清華大學、中國科學院、軍事醫(yī)學科學院等單位在國內(nèi)率先開展了生物芯片技術(shù)研究，建立了生物芯片技術(shù)體系，并已在生物芯片技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)方面取得了較大突破?？梢韵嘈挪痪脤⒂形覈灾魃a(chǎn)的生物芯片產(chǎn)品投放市場。

生物芯片的應用生物芯片應用前景十分廣闊。如可以應用于尋找新基因、DNA測序、疾病診斷、藥物篩選、毒理基因組學、農(nóng)作物優(yōu)育和優(yōu)選、環(huán)境檢測和防治、食品衛(wèi)生監(jiān)督以及司法鑒定等等。使用基因芯片分析人類基因組，可找出癌癥、糖尿病由遺傳基因缺陷引起疾病的致病的遺傳基因。生物醫(yī)學研究人員可以在數(shù)秒鐘內(nèi)鑒定出導致癌癥的突變基因。借助一小滴測試液，醫(yī)生們能預測藥物對病人的功效和是否有毒副作用。利用基因芯片分析遺傳基因，未來可以使糖尿病的確診率達到50％以上。可以想象，未來人們在體檢時，由搭載基因芯片的診斷機器人對受檢者取血，轉(zhuǎn)瞬間體檢結(jié)果便可以顯示在計算機屏幕上。利用基因診斷，將從目前千篇一律的“大眾”的時代，過渡到依據(jù)個人遺傳背景而異的“個體化”的時代。生物芯片在疾病檢測診斷方面具有獨特的優(yōu)勢，它可以在一張芯片上同時對多個病人進行多種疾病的檢測。僅用極小量的樣品，在極短時間內(nèi)，向醫(yī)務人員提供大量的疾病診斷信息，這些信息有助于醫(yī)生在短時間內(nèi)找到正確的治療措施。例如對腫瘤、糖尿病、傳染性疾病等常見病和多發(fā)病的臨床檢驗及健康人群檢查，均可以應用生物芯片技術(shù)。今后人們可以擁有個人化驗室，無論在地球任何地方，隨時可以對自己的健康狀況進行監(jiān)測。在藥物篩選方面，目前國外幾乎所有的主要制藥公司都不同程度地采用了生物芯片技術(shù)來尋找藥物靶標，查檢藥物的毒性或副作用。用芯片技術(shù)進行大規(guī)模的藥物篩選可以省略大量的動物試驗，縮短藥物篩選所用時間，從而帶動創(chuàng)新藥物的研究和開發(fā)。基因芯片在環(huán)保方面的應用表現(xiàn)在，可高效地探測到由微生物或有機物引起的污染，還能幫助研究人員找到并合成具有解毒和消化污染物功能的天然酶基因。這種對環(huán)境友好的基因一旦被發(fā)現(xiàn)，研究人員將把它們轉(zhuǎn)入普通的細菌中，然后用這種轉(zhuǎn)基因細菌清理被污染的河流或土壤。另外生物芯片在農(nóng)業(yè)、食品監(jiān)督、司法鑒定等方面都將作出重大貢獻。生物芯片技術(shù)的深入研究和廣泛應用，將對21世紀人類生活和健康產(chǎn)生極其深遠的影響。作者簡介王升啟博士，軍事醫(yī)學科學院放射醫(yī)學研究所研究員，國家生物芯片技術(shù)中心副主任，軍隊生物芯片技術(shù)重點實驗室主任?？偤罂萍笺y星。

主要研究方向有：基因芯片技術(shù)研究和開發(fā)；反義技術(shù)和反義藥物；中藥基因組學和化學組學研究等。近年來主持國家863項目、國家973項目、國家自然科學基金重點項目和面上項目，以及軍隊和北京市重點項目等多項課題研究。在國內(nèi)外刊物發(fā)表論文100多篇，獲得和申請國家發(fā)明專利10余項，出版專著2部，獲得軍隊和省級科學技術(shù)進步獎3項。陳忠斌博士，軍事醫(yī)學科學院放射醫(yī)學研究所副研究員。1999年7月于軍事醫(yī)學科學院獲生物化學與分子生物學博士學位后，即在放射醫(yī)學研究所生物技術(shù)實驗室和軍隊生物芯片技術(shù)重點實驗室工作。主要研究方向有：病毒基因芯片技術(shù)；應用基因芯片技術(shù)研究病毒與宿主相互作用分子機理以及抗病毒藥物基礎研究等；近年來參與和主持國家863項目、國家973項目、國家自然科學基金重點項目等多項課題研究。在國內(nèi)外刊物發(fā)表論文20多篇，獲得和申請國家發(fā)明專利2項，獲得軍隊和省級科學技術(shù)進步獎2項。

昂飛芯片材質(zhì)

昂飛芯片材質(zhì)是，成分是硅，硅是由石英沙所精練出來的，晶圓便是硅元素加以純化（99.999%），接著是將這些純硅制成硅晶棒，成為制造集成電路的石英半導體的材料，將其切片就是芯片制作具體所需要的晶圓。晶圓越薄，生產(chǎn)的成本越低，但對工藝就要求的越高。

與傳統(tǒng)的研究方法相比，生物芯片技術(shù)具有哪些優(yōu)點

生物芯片技術(shù)是通過縮微技術(shù)生物芯片分析儀器，根據(jù)分子間特異性地相互作用生物芯片分析儀器的原理生物芯片分析儀器，將生命科學領域中不連續(xù)的分析過程集成于硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化學分析系統(tǒng)生物芯片分析儀器，以實現(xiàn)對細胞、蛋白質(zhì)、基因及其它生物組分的準確、快速、大信息量的檢測。按照芯片上固化的生物材料的不同生物芯片分析儀器，可以將生物芯片劃分為基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、細胞芯片和組織芯片。生物芯片技術(shù)與傳統(tǒng)的儀器檢測方法相比具有高通量、微型化、自動化、成本低、防污染等特點。按照生物芯片的制作技術(shù)，可以將生物芯片劃分為微矩陣和原位合成芯片。

請問生物學上SPR芯片是指什么?

SPRimager? II芯片分析系統(tǒng)是美國GWC公司專門為分析分子間相互作用而設計的儀器。該儀器采用矩陣擺列的芯片對樣品進行分析生物芯片分析儀器，由于矩陣芯片在1-CM流動池中是暴露在相同的樣品中生物芯片分析儀器，完全消除了多通道分析系統(tǒng)中通道與通道之間的差異，而且可以同時采集矩陣芯片上所有探針的數(shù)據(jù)。

無需標記物 SPRimager? II采用表面等離子共振成像（Surface Plasmon Resonance imaging, SPRi）的原理來檢測與芯片上的探針結(jié)合的分子，無需使用諸如熒光標簽之類的標記物。由于標記分子涉及了對其結(jié)構(gòu)進行化學修飾，因此有可能會影響分子的功能，這對蛋白質(zhì)組學的研究來說是一個很大的問題。因此，采用無需標記的系統(tǒng)，如SPRimager? II 是對蛋白質(zhì)相互作用的功能分析優(yōu)先選擇的途徑。 SPRimager? II可以使您在采集數(shù)據(jù)的同時觀察芯片陣列的圖像，并同時繪出相互作用的過程。這樣就大大加快了方法的建立過程，使您能夠?qū)⒆⒁饬性跈z測過程中實驗的進展上來。由于該系統(tǒng)無需標記，因此，也就無需再為熒光標記的淬滅而擔憂。用途廣泛 如果您有多種研究興趣，或者您的實驗方案需要改變，您會發(fā)現(xiàn)SPRimager? II的使用范圍寬廣，這對您是十分方便的。SPRimager? II檢測分子間的作用，不涉及樣品的化學組成，因此該儀器用途十分廣泛生物芯片分析儀器：從抗體到抗生素、從細胞到細胞因子、從配基到凝集素、從寡核苷酸到寡聚糖、從毒素到轉(zhuǎn)錄因子、從蛋白質(zhì)到多肽、以及從核酸適體到酶原，SPRimager? II即可以用于您目前的研究，又可以滿足您未來的需求。 此外，不要忘記對于蛋白質(zhì)組學而言，不僅僅局限于成對的相互作用。您可以通過SPRimager? II監(jiān)測多種循序的結(jié)合事件，分析配基依賴性結(jié)合和競爭性結(jié)合活性。已發(fā)表的文獻提供了一些使用這個系統(tǒng)完成的多種多樣的成功的范例。靈活易用 用戶友好的SPRimager? II系統(tǒng)將您放在駕駛員的位置上，使得您可以選擇對研究最有利的實驗設計。您可以選擇GWC提供的任何一種應用方法，或不斷增長的文獻中發(fā)表的方法，也可以建立自己的方法。您可以隨時通過我們的技術(shù)代表得到全方位的支持。 要得到SPR圖像，您可使用SPRchip?或SpotReady?芯片基板，通過自動點樣機或手工點樣方式制作芯片。用您實驗是現(xiàn)有的移液器就可以對SpotReadyTM芯片基板進行點樣了。GWC提供的所有芯片基板都是無右旋糖苷的，因此，您無需擔憂多聚物對目標分子與芯片探針造成的非特異性干擾。配套齊全 所有的SPRimager?II系統(tǒng)都包括了泵、流動池、軟件，配備電腦后即可使用。將這個系統(tǒng)安裝起來并順利地運行起來可能比您想象的還要簡單，您無需投入更多的資源來學習如何使用這套系統(tǒng)，只需要在儀器安裝過程中接受簡單的培訓就可以開始您的實驗了。SPRimager?II 系統(tǒng)主要特點圖像采集容量 ― 同時采集觀察區(qū)內(nèi)的所有圖像。高靈敏度的近紅外CCD攝像機配合高通量的采集鏡頭獲得高清晰度的圖像數(shù)據(jù)。實時數(shù)據(jù)采集 ― 可以對圖像和曲線數(shù)據(jù)進行實時顯示并存儲備用。分析物傳送泵 ― 已包括在系統(tǒng)的基本配置中?？砂催B續(xù)流或靜息流模式采集數(shù)據(jù)。偏振控制 ― 采集s-偏振光的響應?？梢灾苯訉⑵滢D(zhuǎn)換為絕對反射率值來比較不同實驗的結(jié)果，而無需設定隨意的相對測量單位。入射光角度在40o – 70o可以調(diào)節(jié) ― 可以靈活地對不同類型的表面進行測定，可以采集液體及空氣中的SPR檢測數(shù)據(jù)。操作波長為800 nm ― 為您提供了在1-CM直徑的流動池中測量靈敏度和分辨率最佳的平衡。也可以根據(jù)要求，GWC公司為用戶設定特定的波長。

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