生物芯片綜述報告

Biochip

生物芯片藥學(xué)院CompanyLogo定義廣義的生物芯片指一切采用生物技術(shù)制備或應(yīng)用于生物技術(shù)的微處理器。包括用于研制生物計算機(jī)的生物芯片、將健康細(xì)胞與電子集成電路結(jié)合起來的仿生芯片、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(jìn)行生物信號處理的基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、細(xì)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(xì)胞芯片和組織芯片等。特點高通量:提高實驗進(jìn)程，利于顯示圖譜的快速對照和閱讀微型化:減少試劑用量和反應(yīng)液體積，提高樣品濃度和反應(yīng)速度自動化:減低成本和保證質(zhì)量CompanyLogo分類根據(jù)固定在載體上的物質(zhì)成分分類

(1)基因芯片(genechip)：又稱DNA芯片(DNAchip)或DNA微陣列(DNAmicroarray)，是將cDNA或寡核苷酸按微陣列方式固定在微型載體上制成。

(2)蛋白質(zhì)芯片(proteinchip或proteinmicroarray)：是將蛋白質(zhì)或抗原等一些非核酸生命物質(zhì)按微陣列方式固定在微型載體上獲得。芯片上的探針構(gòu)成為蛋白質(zhì)或芯片作用對象為蛋白質(zhì)者統(tǒng)稱為蛋白質(zhì)芯片。

(3)細(xì)胞芯片(cellchip)：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。

(4)組織芯片(tissuechip)：是將組織切片等按照特定的方式固定在載體上，用來進(jìn)行免疫組織化學(xué)等組織內(nèi)成分差異研究。(5)芯片實驗室CompanyLogo歷史簡介生物芯片技術(shù)起源于核酸分子雜交。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、genomicDNA、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陣。CompanyLogo歷史簡介因此生物芯片技術(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（microfluidicschip），亦稱微電子芯片（microelectronicchip），也就是縮微實驗室芯片。CompanyLogo研究歷史1991年Affymatrix公司福德（Fodor）組織半導(dǎo)體專家和分子生物學(xué)專家共同研制出利用光蝕刻光導(dǎo)合成多肽；●1992年運(yùn)用半導(dǎo)體照相平板技術(shù)，對原位合成制備的DNA芯片作了首次報道，這是世界上第一塊基因芯片；●1993年設(shè)計了一種寡核苷酸生物芯片；●1994年又提出用光導(dǎo)合成的寡核苷酸芯片進(jìn)行DNA序列快速分析；●1996年靈活運(yùn)用了照相平板印刷、計算機(jī)、半導(dǎo)體、激光共聚焦掃描、寡核苷酸合成及熒光標(biāo)記探針雜交等多學(xué)科技術(shù)創(chuàng)造了世界上第一塊商業(yè)化的生物芯片；●1995年，斯坦福大學(xué)布朗（P．Brown）實驗室發(fā)明了第一塊以玻璃為載體的基因微矩陣芯片。●2001年，全世界生物芯片市場已達(dá)170億美元，用生物芯片進(jìn)行藥理遺傳學(xué)和藥理基因組學(xué)研究所涉及的世界藥物市場每年約1800億美元；生物芯片巨頭-affymetrix

CompanyLogo研究歷史●2000-2004年的五年內(nèi)，在應(yīng)用生物芯片的市場銷售達(dá)到200億美元左右。2005年，僅美國用于基因組研究的芯片銷售額即達(dá)50億美元，2010年有可能上升為400億美元，這還不包括用于疾病預(yù)防及診治及其它領(lǐng)域中的基因芯片，部分預(yù)計比基因組研究用量還要大上百倍。因此，基因芯片及相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)將取代微電子芯片產(chǎn)業(yè)，成為21世紀(jì)最大的產(chǎn)業(yè)?！?004年3月，英國著名咨詢公司弗若斯特·沙利文(Frost&Sulivan)公司出版了關(guān)于全球芯片市場的分析報告《世界DNA芯片市場的戰(zhàn)略分析》。報告認(rèn)為，全球DNA生物芯片市場每年平均增長6.7%，2003年的市場總值是5.96億美元，2010年將達(dá)到93.7億美元。納儂市場（NanoMarkets）調(diào)研公司預(yù)測，以納米器械作為解決方案的醫(yī)療技術(shù)將在2009年達(dá)到13億美元，并在2012年增加到250億美元，而其中以芯片實驗室最具發(fā)展?jié)摿?，市場增長率最快。CompanyLogo研究價值最大用途在于疾病檢測基因表達(dá)水平的檢測基因診斷（從正常人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出標(biāo)準(zhǔn)圖譜。從病人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出病變圖譜。通過比較、分析這兩種圖譜，就可以得出病變的DNA信息。這種基因芯片診斷技術(shù)以其快速、高效、敏感、經(jīng)濟(jì)、平行化、自動化等特點，將成為一項現(xiàn)代化診斷新技術(shù)。例如Affymetrix公司，把p53基因全長序列和已知突變的探針集成在芯片上，制成