Първият биочип е изобретен от американска компания, а именно Affymetrix, а продуктът на тази компания е GeneChip (ДНК микрочипове). Тези продукти включват броя на отделните ДНК сензори, използвани за откриване на дефекти. Biochip играе съществена роля в областта на биологичните изследвания като системна биология, както и биология на болестите, докато броят на клиничните приложения се увеличава. Това е набор от микрочипове, които се поставят върху здрава повърхност на субстрата, за да позволят хиляди реакции да бъдат извършени за по-малко време. Развитието на биочип включва предимно комбинацията от молекулярна биология, биохимия и генетика. Биочиповете се използват за анализ на органични молекули, свързани с жив организъм. Тази статия разглежда какво е Biochip, видове, биочипове и тяхното използване , недостатъци и неговите приложения.
Какво е Biochip?
Биочипът е набор от намалени микрочипове, които се поставят върху здрав субстрат, който позволява много експерименти да се изпълняват едновременно, за да се получи висока производителност за по-малко време. Това устройство съдържа милиони сензорни елементи или биосензори . Не като микрочиповете, това не са електронни устройства. Всеки биочип може да се разглежда като микрореактор, който може да открие определен аналит като ензим, протеин, ДНК, биологична молекула или антитяло. Основната функция на този чип е да извърши стотици биологични реакции за няколко секунди като декодиране на гени (последователност от ДНК).
Биочип
Принцип на работа на биочип:
Работата на Biochip включва основно следните стъпки.
- Стъпка 1: Операторът генерира електромагнитно поле с ниска мощност чрез радиосигнали
- Стъпка 2: Фиксираният биочип се включва
- Стъпка 3: Активираният чип предава обратния идентификационен код на оператора чрез радиосигнали
- Стъпка 4: Reader укрепва получения код, за да го промени в цифров вид и накрая го показва на LCD.
Компоненти на BioChips
Biochip се състои от два компонента, а именно транспондера, както и четеца.
Компоненти на BioChips
1) транспондер
Транспондерите са два вида, а именно активен транспондер и пасивен транспондер. Това е пасивен транспондер, което означава, че той не съдържа собствена енергия или батерия, докато при пасивен той не е активен, докато операторът не го активира, като му даде нисък електрически заряд. Този транспондер се състои от четири части като намотка на антена, компютърен микрочип, стъклена капсула и настройващ кондензатор.
- Компютърният микрочип съхранява уникален идентификационен номер (UID), който варира от 10 до 15 цифри.
- Антенната намотка е много малка, примитивна и е от този тип антена се използва за изпращане и получаване на сигнали от скенера или четеца.
- Зареждането на настройващия кондензатор може да се извърши с малкия сигнал, т.е. 1/1000 вата, който се изпраща от оператора.
- Стъклената капсула държи намотката на антената, кондензатор , и микрочип, и е направен от биосъвместим материал, а именно натриево-варено стъкло.
2) Четец
Четецът се състои от намотка, а именно „възбудител“ и тя формира електромагнитно поле чрез радиосигнали. Той предлага необходимата енергия (<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.
Видове биочипове
Предлагат се три вида Biochips, а именно ДНК микрочипове, микрофлуидни чипове и протеинови микрочипове.
Видове биочипове
1) ДНК Microarray
ДНК микрочип или ДНК биочип е набор от малки ДНК петна, фиксирани към здрава повърхност. Изследовател използва, за да изчисли нивата на експресия за голям брой гени. Всяка ДНК марка съдържа пикомоли на определени гени, които се наричат сонди. Това може да бъде кратък сегмент от генетичен материал при ситуации с висока твърдост. Обикновено хибридизацията на сонда-мишена се забелязва и отчита чрез разпознаване на маркирани с флуорофор или хемилуминесценция мишени, за да се определи относителното количество серия нуклеинови киселини в мишената. Иновативни масиви от нуклеинова киселина са макро масиви около 9 cm X 12 cm и първоначално автоматизираният анализ, базиран на икони, е публикуван през 1981 година.
2) Микрофлуиден чип
Микрофлуидните биочипове или lab-on-a-chip са избор за обичайните биохимични лаборатории и трансформират няколко приложения като ДНК анализ, процедури за молекулярна биология, протеомика, което е известно като изследване на протеини и диагностика на заболявания (клинична патология). Тези чипове стават все по-сложни, като се използват 1000 компонента, но тези компоненти са проектирани физически като план отдолу нагоре, напълно персонализиран, което е много голяма работна сила.
3) Протеинов микрочип
Използва се метод на протеинов микрочип или протеинов чип, за да се следят действията, както и връзките на протеините, и да се установи тяхната функция в голям мащаб. Основното предимство на протеиновия микрочип е, че можем да проследяваме паралелно голям брой протеини. Този протеинов чип се състои от повърхност за поддържане като микротитърна плочка или топче, нитроцелулозна мембрана, стъклен предмет. Те са автоматизирани, бързи, икономични, много чувствителни, консумират по-малко количество проби. Първата методология на протеиновите чипове е въведена в микрочипове на антитела с научна публикация през 1983 г. Технологията зад този чип е била доста лесна за разработване за ДНК микрочипове, които са се превърнали в най-често използваните микрочипове.
Предимства и недостатъци на биочипове
Предимствата на биочип включват следното.
- Биочипът се използва за спасяване на болни
- Много малък по размер, мощен и по-бърз.
- Биочиповете са полезни при намирането на изгубените хора
- Биочиповете могат да се използват за идентифициране на лицата поотделно
- Биочиповете извършват хиляди биологични реакции за няколко секунди.
Недостатъците на биочипа включват следното.
- Биочиповете са скъпи
- Biochip повдига опасни проблеми на личната неприкосновеност.
- Biochip бележи края на свободата и самоуважението на човека.
- Ще има шанс да превърнете всеки човек в контролиран човек
- Биочиповете могат да бъдат фиксирани в човешкото тяло без тяхната намеса.
Приложения за биочипове
Приложенията на биочип включват следното.
- С помощта на този чип можем да проследим човек или животно навсякъде по света.
- Този чип се използва за съхраняване и актуализиране на информацията на човек като медицински финансови и демографски данни.
- Биочипът води до безопасни системи за електронна търговия
- Тези чипове са ефективни при възстановяване на медицинските записи, пари в брой, паспорти и др.
- Биочипът може да бъде приложим в медицинската област като BP сензор, глюкозен детектор и кислороден сензор.
От обсъдената по-горе информация накрая можем да заключим, че биочиповете са точни, бързи и миниатюризирани. Пространството на биочипа се намира на пресечната точка между производството на чипове, молекулната биология, геномиката и обработка на сигнала . Пазарът на Biochips и неговите приложения е увеличен в редица основни изследователски региони. Ето един въпрос към вас, какво е определение на биочип ?
