什么是生物芯片

生物芯片，又稱DNA芯片或基因芯片，它們是DNA雜交探針技術(shù)與半導(dǎo)體工業(yè)技術(shù)相結(jié)合的結(jié)晶。生物芯片主要指通過平面微細(xì)加工技術(shù)在固體芯片表面構(gòu)建的微流體分析單元和系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞 、蛋白質(zhì)、核酸以及其他生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測。

生物芯片(biochip或bioarray)是根據(jù)生物分子間特異相互作用的原理，將生化分析過程集成于芯片表面，從而實(shí)現(xiàn)對DNA、RNA、多肽、蛋白質(zhì)以及其他生物成分的高通量快速檢測。狹義的生物芯片概念是指通過不同方法將生物分子(寡核苷酸、cDNA、genomic DNA、多肽、抗體、抗原等)固著于硅片、玻璃片(珠)、塑料片(珠)、凝膠、尼龍膜等固相遞質(zhì)上形成的生物分子點(diǎn)陣。因此生物芯片技術(shù)又稱微陳列(microarray)技術(shù)，含有大量生物信息的固相基質(zhì)稱為微陣列，又稱生物芯片。生物芯片在此類芯片的基礎(chǔ)上又發(fā)展出微流體芯片(microfluidics chip)，亦稱微電子芯片(microelectronic chip)，也就是縮微實(shí)驗(yàn)室芯片。

生物芯片能為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科學(xué)及醫(yī)學(xué)診斷學(xué) 的發(fā)展提供強(qiáng)有力的手段，促進(jìn)醫(yī)學(xué)從 “ 系 統(tǒng)、血管、組織和細(xì)胞層次 ”( 通常稱之為 “ 第二階段醫(yī)學(xué) ”) 向 “DNA 、 RNA 、蛋白質(zhì) 及其相互作用層次 ”( 第三階段醫(yī)學(xué) ) 過渡， 使之快速進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用。

生物芯片分類

基因芯片(gene chip)：又稱DNA芯片(DNA chip)或DNA微陣列(DNA microarray)，是將cDNA或寡核苷酸按微陣列方式固定在微型載體上制成。基因芯片 (Gene chip) 技術(shù)是指通過微陣列 (Microarray) 技術(shù)將高密度 DNA 片段陣列通 過高速機(jī)器人或原位合成方式以一定的順 序或排列方式使其附著在如玻璃片等固相 表面，以熒光標(biāo)記的 DNA 探針，借助堿基互補(bǔ)雜交原理，進(jìn)行大量的基因表達(dá)及監(jiān) 測等方面研究的最新革命性技術(shù) 。

基因芯片能夠大大推動包含人類（后）基因組方案在內(nèi) 的各類基因組研討，經(jīng)過比較不同個(gè)別或物種之間以及同一個(gè)別在不同成長發(fā)育階段、正常和疾病狀態(tài)下基因及其表達(dá)的差異，尋覓和發(fā)現(xiàn)新的基因，研討基因的功能以及生物體在進(jìn) 化、發(fā)育、遺傳等過程中的規(guī)律。

基因芯片可為研究不同層次多基因協(xié)同效果的生命過程提供手段。 將在研討人類嚴(yán)重疾病如癌癥、心血管 疾病等相關(guān)基因及效果機(jī)理方面發(fā)揮巨大的效果。

細(xì)胞芯片(cell chip)：是將細(xì)胞按照特定的方式固定在載體上，用來檢測細(xì)胞間相互影響或相互作用。

芯片實(shí)驗(yàn)室(Lab on chip)，用于生命物質(zhì)的分離、檢測的微型化芯片。現(xiàn)在，已經(jīng)有不少的研究人員試圖將整個(gè)生化檢測分析過程縮微到芯片上，形成所謂的“芯片實(shí)驗(yàn)室” (Lab on chip)。芯片實(shí)驗(yàn)室是生物芯片技術(shù)發(fā)展的最終目標(biāo)。它將樣品的制備、生化反應(yīng)到檢測分析的整個(gè)過程集約化形成微型分析系統(tǒng)。由加熱器、微泵、微閥、微流量控制器、微電極、電子化學(xué)和電子發(fā)光探測器等組成的芯片實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)問世，并出現(xiàn)了將生化反應(yīng)、樣品制備、檢測和分析等部分集成的芯片)。“芯片實(shí)驗(yàn)室”可以完成諸如樣品制備、試劑輸送、生化反應(yīng)、結(jié)果檢測、信息處理和傳遞等一系列復(fù)雜工作。這些微型集成化分析系統(tǒng)攜帶方便，可用于緊急場合、野外操作上。微流控芯片可以靈敏地檢測到稀有基因的變化。同時(shí)，由于該芯片設(shè)計(jì)的微通道具有濃縮和富集作用，所以可以加速雜交反應(yīng)，縮短測試時(shí)間，從而降低了測試成本。