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生物芯片

发布时间: 2020-11-20 01:51:33

A. 什么生物芯片

生物芯片是指包被在硅片、尼龙膜等固相支持物上的高密度的组织、细胞、蛋白质、核酸、糖类以及其它生物组分的微点阵。芯片与标 记的样品进行杂交,通过检测杂交信号即可实现对生物样品的分析。目前常见的生物芯片主要有基因芯片,,蛋白质芯片、组织芯片等。基因 芯片也可以叫做 reverse northern - dot blots。目前主要有检测基因突变的基因芯片和检测基因表达水平的基因表达谱芯片。基因芯片技术 主要包括芯片微阵列制备、样品制备、杂交、信号的检测和分析等。蛋白质芯片主要是蛋白质如抗原或抗体在载体上的有序排列,依据蛋白质 分子、蛋白质与核酸相互作用的原理进行杂交、检测和分析。从不同的组织内进行活体解剖后取出圆柱状的组织,然后包埋在受体区组内,这样的石蜡块集成体便构成了组织芯片。

B. 带有生物芯片的小说有哪些

《巫师世界》、《超级空骑》、《无限装殖》和《星际判官》。

C. 什么是生物芯片

简单说,生物芯片就是在一块玻璃片、硅片、尼龙膜等材料上放上生物样品,然后由一种仪器收集信号,用计算机分析数据结果。
像花布一样五彩斑斓的生物芯片人们可能很容易把生物芯片与电子芯片联系起来,虽然,生物芯片和电子芯片确实有着千丝万缕的联系,但它们是完全不同的两种东西。生物芯片并不等同于电子芯片,只是借用概念,它的原名叫“核酸微阵列”,因为它上面的反应是在交叉的纵列中所发生。

http://ke..com/view/30466.htm?fr=ala0_1_1

这里详细

D. 生物芯片技术 优点

生物芯片技术是通过缩微技术,根据分子间特异性地相互作用的原理,将生命科学领域中不连续的分析过程集成于硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化学分析系统,以实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的准确、快速、大信息量的检测。按照芯片上固化的生物材料的不同,可以将生物芯片划分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片和组织芯片。生物芯片技术与传统的仪器检测方法相比具有高通量、微型化、自动化、成本低、防污染等特点。按照生物芯片的制作技术,可以将生物芯片划分为微矩阵和原位合成芯片。

E. 什么是生物芯片

科学家们经研究发现,蛋白质有开关特性,用蛋白质分子作元件制成集成电路,称为生物芯片。使用生物芯片的计算机称为蛋白质电脑,或称为生物电脑。科学家们已经研制出利用蛋白质团来制造的开关装置有:合成蛋白芯片、遗传生成芯片、红血素芯片等。

用蛋白质制造的电脑芯片,在一平方毫米面积上可容纳数亿个电路。因为它的一个存储点只有一个分子大小,所以存储容量可达到普通电脑的10亿倍。蛋白质构成的集成电路大小只相当于硅片集成电路的十万分之一,而且运转速度更快,只有10秒,大大超过人脑的思维速度;生物电脑元件的密度比大脑神经元的密度高100万倍,传递信息速度也比人脑思维速度快100万倍。

生物芯片传递信息时阻抗小,耗能低,且具有生物的特点,具有自我组织自我修复的功能。它可以与人体及人脑结合起来,听从人脑指挥,从人体中吸收营养。把生物电脑植入人的脑内,可以使盲人复明,使人脑的记忆力成千万倍地提高;若是植入血管中,则可以监视人体内的化学变化,使人的体制增强,使残疾人重新站立起来。

美国已研究出可以用于生物电脑的分子电路。它由有机物质的分子组成,由分子导线组成的显微电路,只有现代电脑电路的千分之一大小。

F. 什么是生物芯片技术

来生物芯片技术是通过缩微技术,自根据分子间特异性地相互作用的原理,将生命科学领域中不连续的分析过程集成于硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化学分析系统,以实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的准确、快速、大信息量的检测。按照芯片上固化的生物材料的不同,可以将生物芯片划分为基因芯片、蛋白质芯片、多糖芯片和神经元芯片。
生物芯片是指采用光导原位合成或微量点样等方法,将大量生物大分子比如核酸片段、多肽分子甚至组织切片、细胞等等生物样品有序地固化于支持物的表面,组成密集二维分子排列,然后与已标记的待测生物样品中靶分子杂交,通过特定的仪器对杂交信号的强度进行快速、并行、高效地检测分析,从而判断样品中靶分子的数量。由于常用硅片作为固相支持物,且在制备过程模拟计算机芯片的制备技术,所以称之为生物芯片技术。

G. 谁可以简单的解释一下生物芯片和电子芯片

基因芯片,也叫DNA芯片,是在90年代中期发展出来的高科技产物.基因芯片大小如指甲盖一般,其基质一般是经过处理后的玻璃片.每个芯片的基面上都可划分出数万至数百万个小区.在指定的小区内,可固定大量具有特定功能、长约20个碱基序列的核酸分子(也叫分子探针).
由于被固定的分子探针在基质上形成不同的探针阵列,利用分子杂交及平行处理原理,基因芯片可对遗传物质进行分子检测,因此可用于进行基因研究、法医鉴定、疾病检测和药物筛选等.基因芯片技术具有无可比拟的高效、快速和多参量特点,是在传统的生物技术如检测、杂交、分型和DNA测序技术等方面的一次重大创新和飞跃.
基因芯片在生命科学、医药研究、环境保护和农业等领域有极其重要的应用价值.在基因芯片的驱动下,人类正进入一个崭新的生物信息时代.
基因破译
目前,由多国科学家参与的“人类基因组计划”,正力图在21世纪初绘制出完整的人类染色体排列图.众所周知,染色体是DNA的载体,基因是DNA上有遗传效应的片段,构成DNA的基本单位是四种碱基.由于每个人拥有30亿对碱基,破译所有DNA的碱基排列顺序无疑是一项巨型工程.与传统基因序列测定技术相比,基因芯片破译人类基因组和检测基因突变的速度要快数千倍.
基因芯片的检测速度之所以这么快,主要是因为基因芯片上有成千上万个微凝胶,可进行并行检测;同时,由于微凝胶是三维立体的,它相当于提供了一个三维检测平台,能固定住蛋白质和DNA并进行分析.
美国正在对基因芯片进行研究,已开发出能快速解读基因密码的“基因芯片”,使解读人类基因的速度比目前高1000倍.图1所示为一种内嵌基因芯片的基因检测装置.
图1 内嵌基因芯片的基因检测装置
基因诊断
通过使用基因芯片分析人类基因组,可找出致病的遗传基因.癌症、糖尿病等,都是遗传基因缺陷引起的疾病.医学和生物学研究人员将能在数秒钟内鉴定出最终会导致癌症等的突变基因.借助一小滴测试液,医生们能预测药物对病人的功效,可诊断出药物在治疗过程中的不良反应,还能当场鉴别出病人受到了何种细菌、病毒或其他微生物的感染.利用基因芯片分析遗传基因,将使10年后对糖尿病的确诊率达到50%以上.
未来人们在体检时,由搭载基因芯片的诊断机器人对受检者取血,转瞬间体检结果便可以显示在计算机屏幕上.利用基因诊断,医疗将从千篇一律的“大众医疗”的时代,进步到依据个人遗传基因而异的“定制医疗”的时代.
基因环保
基因芯片在环保方面也大有可为.基因芯片可高效地探测到由微生物或有机物引起的污染,还能帮助研究人员找到并合成具有解毒和消化污染物功能的天然酶基因.这种对环境友好的基因一旦被发现,研究人员将把它们转入普通的细菌中,然后用这种转基因细菌清理被污染的河流或土壤.
基因计算
DNA分子类似“计算机磁盘”,拥有信息的保存、复制、改写等功能.将螺旋状的DNA的分子拉直,其长度将超过人的身高,但若把它折叠起来,又可以缩小为直径只有几微米的小球.因此,DNA分子被视为超高密度、大容量的分子存储器.
基因芯片经过改进,利用不同生物状态表达不同的数字后还可用于制造生物计算机.基于基因芯片和基因算法,未来的生物信息学领域,将有望出现能与当今的计算机业硬件巨头――英特尔公司、软件巨头――微软公司相匹敌的生物信息企业.
基因芯片(Gene Chip)准确的讲(或者说是狭义的基因芯片)是指DNA芯片(DNA Chip),其原理是指利用现代探针固相原位合成技术、照相平板印刷技术、高分子合成技术等微电子技术把大量分子生物学技术(包括南北印迹技术、探针杂交技术、PCR等)具体而微的固定在一定狭小的空间内,以实现高速度、高通量、集约化和低成本的分析技术.基因芯片的概念现已泛化到生物芯片(biochip)、微阵列(Microarray)、DNA芯片(DNA chip),甚至蛋白芯片.
由于基因芯片高速度、高通量、集约化和低成本的特点,基诞生以来就受到科学界的广泛关注,正如晶体管电路向集成电路发展的经历一样,分子生物学技术的集成化正在使生命科学的研究和应用发生一场革命.

H. 生物芯片的简介

生物芯片技术起源于核酸分子杂交。所谓生物芯片一般指高密度固定在互相支持介质上的生物信息分子(如基因片段、DNA片段或多肽、蛋白质、糖分子、组织等)的微阵列杂交型芯片(micro-arrays),阵列中每个分子的序列及位置都是已知的,并且是预先设定好的序列点阵。微流控芯片(microfluidic chips)和液相生物芯片是比微阵列芯片后发展的生物芯片新技术,生物芯片技术是系统生物技术的基本内容。
生物芯片(biochip或bioarray)是根据生物分子间特异相互作用的原理,将生化分析过程集成于芯片表面,从而实现对DNA、RNA、多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量快速检测。狭义的生物芯片概念是指通过不同方法将生物分子(寡核苷酸、cDNA、genomic DNA、多肽、抗体、抗原等)固着于硅片、玻璃片(珠)、塑料片(珠)、凝胶、尼龙膜等固相递质上形成的生物分子点阵。因此生物芯片技术又称微陈列(microarray)技术,含有大量生物信息的固相基质称为微阵列,又称生物芯片。生物芯片在此类芯片的基础上又发展出微流体芯片(microfluidics chip),亦称微电子芯片(microelectronic chip),也就是缩微实验室芯片。
什么是生物芯片呢?简单说,生物芯片就是在一块玻璃片、硅片、尼龙膜等材料上放上生物样品,然后由一种仪器收集信号,用计算机分析数据结果。人们可能很容易把生物芯片与电子芯片联系起来。事实上,两者确有一个最基本的共同点:在微小尺寸上具有海量的数据信息。但它们是完全不同的两种东西,电子芯片上布列的是一个个半导体电子单元,而生物芯片上布列的是一个个生物探针分子。
芯片的概念取之于集成的概念,如电子芯片的意思就是把大的东西变成小的东西,集成在一起。生物芯片也是集成,不过是生物材料的集成。像实验室检测一样,在生物芯片上检查血糖、蛋白、酶活性等,是基于同样的生物反应原理。所以生物芯片就是一个载体平台。这个平台的材料则有很多种,如硅,玻璃,膜(纤维素膜)等,还有一些三维结构的多聚体,平台上则密密麻麻地摆满了各种生物材料。芯片只是一个载体。做什么东西、检测什么,还是靠生物学家来完成。也就是说,原来要在很大的实验室中需要很多个试管的反应,现在被移至一张芯片上同时发生了。

I. 生物芯片有哪些特点和作用

生物芯片传递信息时阻抗小,耗能低,而且具有生物的特点,具有自我组织和自我修复的功能。它可以与人体及人脑结合起来,听从人脑指挥,从人体中吸收营养。把生物芯片植入人的脑内,可以使盲人复明,使人脑的记忆力成千上万倍地提高;若是植入血管中,则可以监视人体内的化学变化,可以预防各种疾病的发生。美国已研究出可以用于生物电脑的分子电路,它由有机物质的分子组成,只有现代电脑电路的千分之一大小。

J. 生物芯片的应用领域

最大用途在于疾病检测
基因表达水平的检测用基因芯片进行的表达水平检测可自动、快速地检测出成千上万个基因的表达情况。谢纳(M.Schena) 等用人外周血淋巴细胞的cDNA文库构建一个代表1046个基因的cDNA微阵列,来检测体外培养的T细胞对热休克反应后不同基因表达的差异,发现有5个基因在处理后存在非常明显的高表达,11个基因中度表达增加和6个基因表达明显抑制。该结果还用荧光素交换标记对照和处理组及RNA印迹方法证实。在HGP完成之后,用于检测在不同生理、病理条件下的人类所有基因表达变化的基因组芯片为期不远了。
基因诊断从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱。从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。通过比较、分析这两种图谱,就可以得出病变的DNA信息。这种基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点,将成为一项现代化诊断新技术。例如Affymetrix公司,把p53基因全长序列和已知突变的探针集成在芯片上,制成p53基因芯片,将在癌症早期诊断中发挥作用。又如,Heller等构建了96个基因的cDNA微阵,用于检测分析风湿性关节炎(RA)相关的基因,以探讨DNA芯片在感染性疾病诊断方面的应用。
药物筛选利用基因芯片分析用药前后机体的不同组织、器官基因表达的差异。如果再cDNA表达文库得到的肽库制作肽芯片,则可以从众多的药物成分中筛选到起作用的部分物质。还有,利用RNA、单链DNA有很大的柔性,能形成复杂的空间结构,更有利与靶分子相结合,可将核酸库中的RNA或单链DNA固定在芯片上,然后与靶蛋白孵育,形成蛋白质-RNA或蛋白质-DNA复合物,可以筛选特异的药物蛋白或核酸,因此芯片技术和RNA库的结合在药物筛选中将得到广泛应用。在寻找HIV药物中,Jellis等用组合化学合成及DNA芯片技术筛选了654536种硫代磷酸八聚核苷酸,并从中确定了具有XXG4XX样结构的抑制物,实验表明,这种筛选物对HIV感染细胞有明显阻断作用。生物芯片技术使得药物筛选,靶基因鉴别和新药测试的速度大大提高,成本大大降低。
个体化医疗临床上,同样药物的剂量对病人甲有效可能对病人乙不起作用,而对病人丙则可能有副作用。在药物疗效与副作用方面,病人的反应差异很大。这主要是由于病人遗传学上存在差异(单核苷酸多态性,SNP),导致对药物产生不同的反应。如果利用基因芯片技术对患者先进行诊断,再开处方,就可对病人实施个体优化治疗。另一方面,在治疗中,很多同种疾病的具体病因是因人而异的,用药也应因人而异。例如乙肝有较多亚型,HBV基因的多个位点如S、P及C基因区易发生变异。若用乙肝病毒基因多态性检测芯片每隔一段时间就检测一次,这对指导用药防止乙肝病毒耐药性很有意义。
测序
基因芯片利用固定探针与样品进行分子杂交产生的杂交图谱而排列出待测样品的序列,这种测定方法快速而具有十分诱人的前景。研究人员用含135000个寡核苷酸探针的阵列测定了全长为16.6kb的人线粒体基因组序列,准确率达99%。用含有48000个寡核苷酸的高密度微阵列分析了黑猩猩和人BRCA1基因序列差异,结果发现在外显子约3.4kb长度范围内的核酸序列同源性在98.2%到83.5%之间,提示了二者在进化上的高度相似性。
生物信息学研究人类基因组计划是人类为了认识自己而进行的一项伟大而影响深远的研究计划。目前的问题是面对大量的基因或基因片断序列如何研究其功能,只有知道其功能才能真正体现HGP计划的价值--破译人类基因这部天书。后基因组计划、蛋白组计划、疾病基因组计划等概念就是为实现这一目标而提出的。生物信息学将在其中扮演至关重要的角色。生物芯片技术就是为实现这一环节而建立的,使对个体生物信息进行高速、并行采集和分析成为可能,必将成为未来生物信息学研究中的一个重要信息采集和处理平台,成为基因组信息学研究的主要技术支撑。生物芯片作为生物信息学的主要技术支撑和操作平台,其广阔的发展空间就不言而喻。
在实际应用方面,生物芯片技术可广泛应用于疾病诊断和治疗、药物基因组图谱、药物筛选、中药物种鉴定、农作物的优育优选、司法鉴定、食品卫生监督、环境检测、国防等许多领域。它将为人类认识生命的起源、遗传、发育与进化、为人类疾病的诊断、治疗和防治开辟全新的途径,为生物大分子的全新设计和药物开发中先导化合物的快速筛选和药物基因组学研究提供技术支撑平台,这从中国99年3月国家科学技术部刚起草的《医药生物技术“十五”及2015年规划》中便可见一斑:规划所列十五个关键技术项目中,就有八个项目(基因组学技术、重大疾病相关基因的分离和功能研究、基因药物工程、基因治疗技术、生物信息学技术、组合生物合成技术、新型诊断技术、蛋白质组学和生物芯片技术)要使用生物芯片。生物芯片技术被单列作为一个专门项目进行规划。总之,生物芯片技术在医学、生命科学、药业、农业、环境科学等凡与生命活动有关的领域中均具有重大的应用前景。

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