Prvý biočip vynašla americká spoločnosť, konkrétne Affymetrix, a produktom tejto spoločnosti je GeneChip (DNA mikročipy). Tieto produkty zahŕňajú počet jednotlivých senzorov DNA použitých na snímanie defektov. Biočip hrá zásadnú úlohu v oblasti biologického výskumu, ako je systémová biológia a biológia chorôb, zatiaľ čo počet klinických aplikácií stúpa. Je to sada mikročipov, ktoré sú umiestnené na pevnom povrchu substrátu, aby bolo možné vykonať tisíce reakcií za kratší čas. Vývoj biočipu zahŕňa hlavne kombináciu molekulárnej biológie, biochémie a genetiky. Biočipy sa používajú na analýzu organických molekúl spojených so živým organizmom. Tento článok pojednáva o tom, čo je to biočip, typy, biočipy a ich použitie , nevýhody a jeho aplikácie.
Čo je to biočip?
Biočip je sada zmenšených mikročipov, ktoré sú umiestnené na silnom substráte, čo umožňuje vykonať veľa experimentov súčasne, aby sa získala vysoká priepustnosť za kratší čas. Toto zariadenie obsahuje milióny snímacích prvkov alebo biosenzory . Nie ako mikročipy, nejde o elektronické zariadenia. Každý biočip možno považovať za mikroreaktor, ktorý dokáže detegovať konkrétny analyt ako enzým, proteín, DNA, biologickú molekulu alebo protilátku. Hlavnou funkciou tohto čipu je vykonať stovky biologických reakcií za pár sekúnd ako napríklad dekódovanie génov (sekvencia DNA).
Biočip
Pracovný princíp biočipu:
Fungovanie Biochipu zahŕňa hlavne nasledujúce kroky.
- Krok 1: Operátor generuje elektromagnetické pole s nízkym výkonom prostredníctvom rádiových signálov
- Krok 2: Fixný biočip sa zapne
- Krok 3: Aktivovaný čip prenáša identifikačný kód späť operátorovi prostredníctvom rádiových signálov
- Krok 4: Čítačka posilní prijatý kód tak, aby ho zmenil na digitálnu formu, a nakoniec ho vystaví na displeji LCD.
Súčasti Biolodí
Biočip obsahuje dve zložky, konkrétne transpondér a čítačku.
Súčasti Biolodí
1) Transpondér
Transpondéry sú dva typy, a to aktívny transpondér a pasívny transpondér. Toto je pasívny transpondér, čo znamená, že neobsahuje žiadnu vlastnú energiu alebo batériu, zatiaľ čo v pasívnom režime nie je aktívny, kým ho operátor neaktivuje slabým elektrickým nábojom. Tento transpondér sa skladá zo štyroch častí, ako sú anténna cievka, počítačový mikročip, sklenená kapsula a ladiaci kondenzátor.
- Mikročip počítača ukladá jedinečné identifikačné číslo (UID), ktoré sa pohybuje od 10 číslic do 15 číslic.
- Cievka antény je veľmi malá, primitívna a tohto typu anténa sa používa na odosielanie a prijímanie signálov zo skenera alebo čítačky.
- Nabíjanie ladiaceho kondenzátora sa môže uskutočniť malým signálom, tj. 1/1 000 wattu, ktorý pošle operátor.
- Sklenená kapsula drží cievku antény, kondenzátor a mikročip a je vyrobený z biologicky kompatibilného materiálu, konkrétne zo sodnovápenatého skla.
2) Čítačka
Čítačka sa skladá z cievky, konkrétne „budiča“, ktorá prostredníctvom rádiových signálov vytvára elektromagnetické pole. Ponúka potrebnú energiu (<1/1000 of a watt) to activate the biochip. The reader carries a receiving coil for receiving the ID number or transmitted code sent back from the excited implanted biochip.
Typy biologických lodí
K dispozícii sú tri typy biočipov, a to DNA microarray, microfluidic chip a protein microarray.
Typy biologických lodí
1) DNA Microarray
DNA mikročip alebo DNA biočip je sada drobných škvŕn DNA pripevnených k silnému povrchu. Vedec využíva na výpočet úrovní expresie pre veľké množstvo génov. Každá značka DNA obsahuje pikomoly konkrétnych génov, ktoré sa označujú ako sondy. Môžu to byť krátke segmenty genetického materiálu za situácií vysokej tuhosti. Zvyčajne sa pozoruje hybridizácia sonda-cieľ a počíta sa rozpoznávaním cieľov označených fluoroforom alebo chemiluminiscenciou, aby sa rozhodlo o relatívnom množstve sérií nukleových kyselín v cieli. Inovatívne polia nukleovej kyseliny boli makropole asi 9 cm x 12 cm a pôvodne automatizovaná analýza založená na ikonách bola publikovaná v roku 1981.
2) mikrofluidný čip
Mikrofluidné biočipy alebo lab-on-a-chip sú voľbou bežných biochemických laboratórií a transformujú niekoľko aplikácií, ako je analýza DNA, postupy molekulárnej biológie, proteomika, ktorá je známa ako štúdium proteínov a diagnostika chorôb (klinická patológia). Tieto čipy sa stávajú zložitejšími vďaka použitiu 1 000 komponentov, ale tieto komponenty sa navrhujú fyzicky ako úplný plán zdola nahor, čo je veľmi veľká pracovná sila.
3) Proteínová mikročip
Na sledovanie dejov, ako aj spojení bielkovín a na zisťovanie ich funkcií vo veľkom meradle sa používa metóda proteínových mikročipov alebo proteínových čipov. Hlavnou výhodou proteínovej microarray je, že môžeme sledovať veľké množstvo bielkovín paralelne. Tento proteínový čip obsahuje povrch na podoprenie sklenenej podložky, ako je mikrotitračná doštička alebo guľôčka, nitrocelulózová membrána. Jedná sa o automatizované, rýchle, ekonomické, veľmi citlivé vzorky, ktoré spotrebujú menšie množstvo vzoriek. Prvá metodika proteínových čipov bola zavedená do protilátkových mikročipov vedeckej publikácie v roku 1983. Technológia tohto čipu sa dala ľahko vyvinúť pre mikročipy DNA, ktoré sa zmenili na najbežnejšie používané mikročipy.
Výhody a nevýhody biočipov
Výhody biočipu zahrňte nasledujúce.
- Biočip sa používa na záchranu chorých
- Veľmi malé rozmery, výkonné a rýchlejšie.
- Biočipy sú užitočné pri hľadaní stratených ľudí
- Biočipy možno použiť na individuálnu identifikáciu osôb
- Biočipy vykonajú tisíce biologických reakcií za pár sekúnd.
Medzi nevýhody biočipu patria nasledujúce.
- Biočipy sú drahé
- Biočip vyvoláva nebezpečné problémy v oblasti súkromia jednotlivca.
- Biočip znamená koniec ľudskej slobody a sebaúcty.
- Bude šanca zmeniť každého človeka na ovládaného človeka
- Biočipy je možné fixovať do tela človeka bez ich interferencie.
Aplikácia biočipov
Aplikácie biočipu zahŕňajú nasledujúce.
- Použitím tohto čipu môžeme vystopovať osobu alebo zviera kdekoľvek na svete.
- Tento čip sa používa na ukladanie a aktualizáciu informácií o osobe, ako sú lekárske finančné a demografické údaje.
- Biočip vedie k bezpečným systémom elektronického obchodu
- Tieto čipy sú účinné pri obnove lekárskych záznamov, hotovosti, pasu atď.
- Biočip môže byť použiteľný v lekárskej oblasti ako snímač BP, detektor glukózy a snímač kyslíka.
Z vyššie diskutovaných informácií nakoniec môžeme usúdiť, že biočipy sú presné, rýchle a miniaturizované. Priestor biočipu leží na križovatke medzi výrobou čipov, molekulárnou biológiou, genomikou a spracovanie signálu . Trh s biočipmi a ich aplikáciami sa zvýšil v mnohých hlavných výskumných regiónoch. Tu je otázka pre vás, čo je to definícia biočipu ?
