Что такое биочип и типы биочипов

Первый биочип был изобретен американской компанией Affymetrix, а продукт этой компании - GeneChip (ДНК-микрочипы). Эти продукты включают в себя ряд отдельных датчиков ДНК, используемых для обнаружения дефектов. Биочип играет важную роль в области биологических исследований, таких как системная биология, а также биология болезней, в то время как количество клинических применений растет. Это набор микрочипов, которые размещаются на прочной поверхности субстрата, что позволяет проводить тысячи реакций за меньшее время. Разработка биочипа в основном включает сочетание молекулярной биологии, биохимии и генетики. Биочипы используются для анализа органических молекул, связанных с живым организмом. В этой статье рассказывается, что такое биочип, типы, биочипы и их использование . , недостатки и его применение.

Что такое биочип?

Биочип - это набор микроматриц уменьшенного размера, помещенных на прочный субстрат, что позволяет проводить множество экспериментов одновременно для получения высокой производительности за меньшее время. Это устройство содержит миллионы сенсорных элементов или биосенсоров. В отличие от микрочипов, это не электронные устройства. Каждый биочип можно рассматривать как микрореактор, который может обнаруживать конкретный аналит, такой как фермент, белок, ДНК, биологическая молекула или антитело. Основная функция этого чипа - выполнение сотен биологических реакций за несколько секунд, таких как расшифровка генов (последовательности ДНК).

Принцип работы биочипа:

Работа Biochip в основном включает следующие этапы.

1. Шаг 1. Оператор генерирует маломощное электромагнитное поле с помощью радиосигналов.
2. Шаг 2. Включается фиксированный биочип.
3. Шаг 3. Активированный чип передает оператору идентификационный код обратно через радиосигналы.
4. Шаг 4. Читатель усиливает полученный код, чтобы преобразовать его в цифровую форму, и, наконец, отображает его на ЖК-дисплее.

Компоненты биочипов

Биочип состоит из двух компонентов:транспондера и считывающего устройства.

1) Транспондер

Транспондеры бывают двух типов:активный транспондер и пассивный транспондер. Это пассивный транспондер, что означает, что он не содержит никакой собственной энергии или батареи, тогда как в пассивном режиме он не активен, пока оператор не активирует его, дав ему низкий электрический заряд. Этот транспондер состоит из четырех частей, таких как антенная катушка, компьютерный микрочип, стеклянная капсула и настроечный конденсатор.

• Компьютерный микрочип хранит уникальный идентификационный номер (UID) длиной от 10 до 15 цифр.
• Катушка антенны очень маленькая, примитивная, и этот тип антенны используется для отправки и приема сигналов от сканера или считывающего устройства.
• Зарядка настроечного конденсатора может производиться с помощью слабого сигнала, то есть 1/1000 ватта, который посылает оператор.
• Стеклянная капсула, в которой размещены антенная катушка, конденсатор и микрочип, изготовлена ​​из биосовместимого материала, а именно из известково-натриевого стекла.

2) Читатель

Считыватель состоит из катушки, а именно «возбудителя», и формирует электромагнитное поле посредством радиосигналов. Он предлагает необходимую энергию (<1/1000 ватта) для активации биочипа. Считыватель имеет приемную катушку для приема идентификационного номера или переданного кода, отправленного обратно от возбужденного имплантированного биочипа.

Типы биочипов

Доступны три типа биочипов, а именно микрочипы ДНК, микрожидкостные чипы и микрочипы белков.

1) Микромассив ДНК

Микроматрица ДНК или биочип ДНК - это набор крошечных пятен ДНК, прикрепленных к прочной поверхности. Исследователь использует для расчета уровней экспрессии большого количества генов. Каждая метка ДНК состоит из пикомолей определенных генов, которые называются зондами. Это может быть короткий сегмент генетического материала в условиях высокой жесткости. Обычно гибридизацию зонд-мишень замечают и подсчитывают путем распознавания меченных флуорофором или хемилюминесценцией мишеней, чтобы определить относительное количество серий нуклеиновых кислот в мишени. Инновационные массивы нуклеиновых кислот представляли собой макро-массивы размером около 9 см на 12 см, а в 1981 году был опубликован первоначально автоматизированный анализ на основе пиктограмм.

2) Микрожидкостный чип

Микрожидкостные биочипы или lab-on-a-chip - выбор в пользу обычных биохимических лабораторий и трансформируют несколько приложений, таких как анализ ДНК, процедуры молекулярной биологии, протеомика, известная как исследование белков и диагностика заболеваний (клиническая патология). Эти микросхемы становятся более сложными за счет использования тысяч компонентов, но эти компоненты физически спроектированы как восходящий полностью настраиваемый план, что требует очень большого количества сотрудников.

3) Микромассив белка

Метод белкового микрочипа или белкового чипа используется для отслеживания действий, а также связей белков и определения их функции в крупном масштабе. Основное преимущество белковых микрочипов заключается в том, что мы можем отслеживать большое количество белков параллельно. Этот белковый чип состоит из поверхности для поддержки, такой как микротитровальный планшет или шарик, нитроцеллюлозной мембраны, предметного стекла. Они автоматизированы, быстры, экономичны, очень чувствительны, потребляют меньше образцов. Первая методология белковых чипов была представлена ​​в микрочипах антител в научных публикациях в 1983 году. Технологию, лежащую в основе этого чипа, было довольно легко разработать для микрочипов ДНК, которые превратились в наиболее часто используемые микрочипы.

Преимущества и недостатки биочипов

Преимущества биочипа заключаются в следующем.

• Биочип используется для спасения больных.
• Очень маленький по размеру, мощный и быстрый.
• Биочипы полезны при поиске пропавших без вести.
• Биочипы можно использовать для индивидуальной идентификации людей.
• Биочипы выполняют тысячи биологических реакций за несколько секунд.

К недостаткам биочипа можно отнести следующее.

• Биочипы дорогие.
• Биочип поднимает опасные проблемы конфиденциальности личности.
• Биочип знаменует конец свободы и самоуважения человека.
• Будет шанс превратить каждого человека в контролируемого человека.
• Биочипы можно закрепить в теле человека без их вмешательства.

Приложения для биочипов

Приложения биочипа включают следующее.

• С помощью этого чипа мы можем отслеживать человека или животное в любой точке мира.
• Этот чип используется для хранения и обновления такой информации о человеке, как медицинские, финансовые и демографические данные.
• Биочип ведет к безопасным системам электронной коммерции.
• Эти чипы эффективны при восстановлении медицинских, кассовых, паспортных и т. д. записей.
• Биочип может применяться в медицине в качестве датчика АД, детектора глюкозы и датчика кислорода.

Наконец, исходя из вышеупомянутой информации, мы можем сделать вывод, что биочипы точны, быстры и миниатюрны. Пространство биочипов находится на пересечении производства чипов, молекулярной биологии, геномики и обработки сигналов. Рынок биочипов и их приложений увеличился в ряде основных исследовательских регионов. Вот вам вопрос, что такое определение биочипа . ?