生物芯片原理

生物芯片原理
生物芯片技術是應人類基因組計劃而發展起來的一項高新技術。從1992年美國人Stephen Foder 研制出第一塊基因芯片起，生物芯片技術飛速發展：從基因芯片到蛋白質芯片、組織芯片、細胞芯片、芯片實驗室，從表達譜芯片到診斷芯片、藥物篩選芯片、生物傳感器，從寡核苷酸芯片到cDNA 芯片、基因組芯片，新興的生物芯片技術層出不窮，生物芯片的應用領域也在不斷擴展，生物芯片發揮的作用也越來越大，特別是在 2003年人類與SARS病毒的決戰中發揮了至關重要的作用：科學家借助基因芯片技術迅速而及時地發現了病原體，并查明病原體的本質，為最終戰勝SARS 奠定了基礎。
生物芯片技術的實質是進行生物信號的平行分析。它利用微點陣技術，將成千上萬的生物組分（細胞、蛋白質和DNA等）集中到一小片固相基質上，從而使一些傳統的生物學分析手段能夠在盡量小的空間范圍內，以盡量快的速度完成。與傳統的儀器檢測方法相比，生物芯片技術具有高通量、微型化、自動化和成本低等特點。
生物芯片按照其上所進行的生物化學反應有無外加場力的干預，分為主動式和被動式兩大類。被動式芯片是指芯片上進行的生物化學反應在無外加場力的情況下，通過分子的擴散運動完成，如已在研究和臨床應用的微陣列芯片，包括DNA芯片，蛋白質芯片等。這也是目前最普遍的生物芯片，但這類芯片存在如下缺點：生產和檢測過程人為干擾因素多、難以標準化，生化反應條件和過程不可控、反應效率較低，檢測結果重復性較差等。主動式芯片是在芯片的構建和生化反應中直接引入外力或場的作用，它具有快速、高效、自動化和重復性好的特點，是構建芯片實驗室、實現過程集成化的基本部件。主動式芯片技術已成為生物芯片技術研究的重點。隨著新興技術和新設計思想的不斷產生，各種新型的主動式芯片必將陸續推出，他們的發展與完善將對生命科學與醫學的研究與應用產生深遠的影響。
本項目旨在開發一種新型的主動式生物芯片（主動式蛋白芯片），減少蛋白芯片生產和檢測過程中的人為干擾因素，標化芯片的生產和檢測過程，并使芯片上的生化反應可控、高效、快速地進行，最終改善芯片檢測結果的重復性和準確性。同時，這一技術也可應用于其他種類芯片（如基因芯片、組織芯片、細胞芯片）的升級換代。