目前,我國共有500余種生物芯片及相關(guān)產(chǎn)品問世,2002年到2005年的累計(jì)銷售額近2.5億元;10余個(gè)芯片或相關(guān)產(chǎn)品獲得了國家新藥證書、醫(yī)療器械證書或其他認(rèn)證,并已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。我國生物芯片產(chǎn)業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從無到有的階段性突破,并正在逐步發(fā)展壯大。在上個(gè)世紀(jì),計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展對(duì)今天人類生活的影響是不言而喻的?,F(xiàn)在,生物芯片技術(shù)的發(fā)展也必將滲透到人類生活的方方面面,帶動(dòng)更大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
近年來,生物芯片技術(shù)成為上生物技術(shù)領(lǐng)域科研和開發(fā)的熱點(diǎn);基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、細(xì)胞芯片、組織芯片等發(fā)展較早、技術(shù)較為成熟的微陣列芯片已經(jīng)大量進(jìn)入實(shí)用,微流體芯片等技術(shù)正在逐漸成熟并開始被各領(lǐng)域應(yīng)用;同時(shí),在新世紀(jì)這個(gè)“大生命科學(xué)"的世紀(jì),功能基因組、蛋白質(zhì)組、代謝組等大科學(xué)研究計(jì)劃正強(qiáng)有力地推動(dòng)著基于生物芯片的高通量生物分析技術(shù)和研究平臺(tái)的市場(chǎng)需求。生物芯片不僅在科研方面發(fā)揮著重要的作用,而且廣泛應(yīng)用在疾病診斷治療、新藥研究開發(fā)、食品安全監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物育種、環(huán)境污染檢測(cè)等與國民生活息息相關(guān)的領(lǐng)域,顯示出廣闊的商業(yè)前景和巨大的消費(fèi)市場(chǎng),被業(yè)內(nèi)外人士稱為“具有戰(zhàn)略意義的前沿高新技術(shù)"。
目前常見的生物芯片分為三類:類為微陣列芯片,包括基因芯片、蛋白芯片、細(xì)胞芯片和組織芯片;第二類為微流控芯片(屬于主動(dòng)式芯片),包括各類樣品制備芯片、聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)芯片、毛細(xì)管電泳芯片和色譜芯片等;第三類為以生物芯片為基礎(chǔ)的集成化分析系統(tǒng)(也叫“芯片實(shí)驗(yàn)室",是生物芯片技術(shù)的境界)?!靶酒瑢?shí)驗(yàn)室"可以完成諸如樣品制備、試劑輸送、生化反應(yīng)、結(jié)果檢測(cè)、信息處理和傳遞等一系列復(fù)雜工作。這些微型集成化分析系統(tǒng)攜帶方便,可用于緊急場(chǎng)合、野外操作甚至放在航天器上。
你的計(jì)算機(jī)CPU用的是什么芯片?是Intel還是AMD?其實(shí)無論是Intel還是AMD,其本質(zhì)都一樣,都屬于半導(dǎo)體芯片。進(jìn)入21世紀(jì),隨著生物技術(shù)的迅速發(fā)展,電子技術(shù)和生物技術(shù)相結(jié)合誕生了半導(dǎo)體芯片的“兄弟"——生物芯片。
對(duì)于生物芯片,人們可能不像對(duì)計(jì)算機(jī)微處理器———半導(dǎo)體芯片那樣熟悉。什么是生物芯片呢?一般說來,生物芯片就是在一塊厘米見方的玻璃片、硅片、塑料膜等材料上,通過特殊的表面化學(xué)處理連接上相關(guān)的生物分子,經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的生物化學(xué)反應(yīng),然后由的儀器收集檢測(cè)信號(hào),再用計(jì)算機(jī)分析數(shù)據(jù)結(jié)果。生物芯片是微電子學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、信息學(xué)和生物學(xué)相互交叉形成的一項(xiàng)高新技術(shù)。生物芯片技術(shù)可以對(duì)細(xì)胞、DNA、蛋白質(zhì)等生物組分進(jìn)行準(zhǔn)確、快捷和大信息量的檢測(cè)分析。生物芯片的模樣五花八門,有的和計(jì)算機(jī)芯片一樣規(guī)矩、方正,有的是在透明的玻璃或塑料上面點(diǎn)上排排微米級(jí)圓點(diǎn)或劃了一條條的蛇形細(xì)槽,還有的是由一些不同形狀頭發(fā)粗細(xì)的管道和針孔大小的腔體,不同結(jié)構(gòu)的微型電子、機(jī)械器件緊密排列在一起形成的。
半導(dǎo)體芯片和生物芯片都使用了微加工、光學(xué)、光刻等類似技術(shù),都把龐大的系統(tǒng)進(jìn)行了縮微,后輸出的信號(hào)都是數(shù)字信號(hào)。不同點(diǎn)在于:,輸入的信號(hào)不一樣。半導(dǎo)體芯片很怕水,接觸到水溶液就會(huì)短路,而生物芯片恰恰要分析液體,輸入其中的可能是血液、尿液、唾液等體液,不會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象;第二,半導(dǎo)體芯片是性固定使用,而生物芯片是一次性使用,并伴隨著相應(yīng)的生物化學(xué)反應(yīng);第三,從材料上來說,半導(dǎo)體芯片以硅為基本材料,而制備生物芯片使用的材料則比較廣泛,除了硅,還可以使用玻璃、塑料等其他材料。
伴隨生命科學(xué)領(lǐng)域的市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷增長,(包括中國在內(nèi))的生物芯片企業(yè)以及相關(guān)行業(yè)正面臨著的機(jī)遇與挑戰(zhàn),所有的生物芯片公司都在盡可能地?cái)U(kuò)大自有的產(chǎn)品線,以迎合更多客戶提出的不同需求。在過去10年間,美國政府和產(chǎn)業(yè)界共投入將近20億美元用于以基因芯片為主的生物芯片的研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。世界上幾乎所有的跨國制藥公司都投入巨資,利用基因芯片開展新藥的超高通量篩選和藥理遺傳學(xué)、藥理基因組學(xué)等研究。許多著名的電信、電氣企業(yè),例如摩托羅拉、IBM、日立等也參加到生物芯片的研發(fā)行列。2005年元月,美國FDA批準(zhǔn)羅氏公司的CYP450基因診斷芯片上市——CYP450基因診斷的結(jié)果將有利于治療心臟病、疼痛和癌癥。荷蘭的Agendia公司也與Agilent公司合作開發(fā)以DNA芯片為基礎(chǔ)的診斷產(chǎn)品。總之,越來越多的大型診斷公司開始關(guān)注生物芯片市場(chǎng),更多的制藥或生物制藥公司也加大了相關(guān)投入。
相關(guān)產(chǎn)品
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