你真的了解生物芯片吗?生物芯片超详细解读!!

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“生物芯片”是上世纪90年代迅猛发展起来的科学技术之一。是得益于生物芯片杂交探针技术与大规模集成电路的微阵列技术的结合而起源。

生物芯片最早在1990年科学家A.Manz博士发表的研究论文中被提出。研究者于1994年在荷兰召开了首届u-TAS国际会议，正式成立生物芯片“学术圈”。自此之后这个学界国际性大会每隔1-2年就会召开一次，直至今日。1998年Burns等提出的将多种生物、化学分析功能整合在一张微小芯片上的“芯片实验室”(lab-on-a-chip，LOC)的概念，展示了生物芯片技术应用于临床检测、精准医疗的美好前景。近年来，开发“芯片实验室”，又称“微型全分析系统”，已经发展为一个物理、微电子、材料、化学、生物、医学等多学科交叉的新型研究领域。

DNA是 “生物芯片”的核心元素。因DNA的核苷酸中的碱基，排列顺序是固定、重复、还有极其规则的方向，生物芯片正是在基于DNA特性上，用DNA探针杂交技术原理而研发的。

制备生物芯片的方法：是将大量探针分子有序、高密度的排列在载玻片等载体上，与用同位素或荧光等方法进行标记的其它样品分子进行杂交，然后通过检测每个探针分子的杂交信号强度，用电脑分析、读取样品分子的数量和序列信息的一种技术。

生物芯片也可称为 “蛋白芯片”或者是“基因芯片”，但都属于 DNA微阵列芯片，是目前采用合成生物学制备芯片的主流技术之一。它融合交汇了多项前沿学科的新技术，因采用了微电子学的并行计算、处理和高密度集成的慨念，因此也具有高效运算、高容量存储信息的特点。

虽然生物芯片和微电子芯片，都是在很微小的载体上赋有海量的数据信息，但却是两种性质完全不同的芯片。微电子芯片上集成的是半导体电子单元、生物芯片上布列的是生物探针分子。两者相比，生物芯片输送信息时阻抗更小、耗能比较低，还具有生物自我组织修复的功能。在可集成度、并行计算、数据智能吞吐等功能上也不亚于微电子芯片，所以能受到需进行信息探测采集、分析运算、处理使用者的青睐。

囿于原位材料组织和采集、合成制备技术、设施等因素，生物芯片虽然 “名气”很大，应用却不广。仅被一些科研单位、医疗机构等单位有限使用。

生物芯片技术的开发和运用被认为是在生物学和医学的基础研究、农业、疾病诊断、新药开发、食品、环境保护等广泛领域进行的。 正如分子DNA技术成为现代生物学的象征，生物芯片技术作为下一代生物技术，从根本上改变了当前生物学和生物技术的观念和效率，成为继大规模集成电路之后的新的深层科学技术。

在生物芯片前沿研发和专利方面：生物芯片学术论文呈现增长趋势，可间接反映出生物芯片前沿研发热度不断上升。美国拥有较多的学术论文和发明专利，中国生物芯片竞争力有待加强;全球生物芯片的发明专利呈现加速增长的趋势，且以生物芯片相关研究为主。生物芯片研发壁垒高、工程化困难，中国的生物芯片研究存在科研成果转换率低的问题。

生物芯片的迅速发展引起了世界各国的关注和重视。 1998年6月29日美国正式发布生物芯片计划，世界各国也开始增加投入，以生物芯片为中心的相关产业正在全球兴起。现在美国有8家生物芯片公司的股票上市，平均股价每年上涨75%。专家统计:目前，全球生物芯片工业产值在10亿美元左右，未来5年，生物芯片市场销售预计将超过200亿美元。

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