神马文学网生物芯片生命从此更加精彩
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/24 01:26:43
作者：zhangpeng 发布时间：2005-05-16 16:41:26
生物芯片是国际上九十年代后期发展起来的一项尖端技术。它将多种生物探针高密集地固定在一块小小的玻璃片上，从面达到了一次实验同时检测多种疾病或分析多种生物样本目的。基因芯片、蛋白质芯片等都属于生物芯片的范畴。
一般认为，生物芯片技术的开发与运用将在生物学生医学基础研究、农业、疾病诊断、新药开发、食品、环保等广泛的领域中开辟一条全新的道路。正像分子DNA技术成为现代生物学的象征一样，生物芯片技术作为新一代生物技术，将从根本上改变目前生物学和生物技术的观念和效率。 计算机芯片的工作本质上是对0与1这二个数字以各种方法进行速度高达每秒钟数十亿次的运算。生物芯片的本质是进行生物信号的平行分析。它利用微点阵技术将成千上万的生物讯息密码集中到一小片固相基质上，从而使一些传统的生学分析手段能够在尽量小的空间范围内，以尽量快的速度完成。例如在八十年代，在一个传统的生的学实验室中手工测定十几个DNA片段的序列（合约4000个碱基对）需要至少一天时间：目前运用价格达数十万美元的自动化的PE3700DNA序列分析仪，可以在一天内测定近2000个DNA序列（合约70万个碱基对）；而去年有一种不成熟的生物芯片在15分钟内完成了1.6万个碱基对的测定，96个这样的生物芯片的平等工作，就相当于每天1.47亿个碱基对的分析能力！
由于尚未形成主流技术，生物芯片的形式非常多，以基质材料分，有尼龙膜、玻璃片、塑料、硅胶晶片、微型磁珠等；以所检测的生物信号种类分，有核酸、蛋白质、生物组织碎片甚至完整的活细胞；按工作原理分类，有杂交型、合成型、连接型、亲和识别型等。由于生物芯片概念是随着人类基因组的发展一起建立起来的，所以至今为止生物信号平行分析最成功的形式是以一种尼龙膜为基质的“cDNA阵列”，有于检测生物样品中基因表达谱的改变。
生物芯片是能对各种生物分子进行快速特别是并行处理的薄片载体，只有1平方厘米、指甲盖儿大小，它的科学意义和商业价值十分诱人。世界著名商业杂志《财富》预言：“微处理器使我们的经济发生了根本改变，给人类带来了巨大的财富，改变了我们的生活方式。然而，生物芯片给人类带来的影响可能会更大”。
关于生物芯片，最出语惊人的是清华大学生物芯片与开发中心教授、主任程京博士，他说：“五十年前，位于美国旧金山的硅谷孕育了给本世纪人类各个方面带来巨大冲击的一场工业革命，即硅革命。无独有偶，五十年后的世纪交替之际，又是美国的硅谷开始出现了另一种芯片——生物芯片。以生物芯片高产田核心的各相关产业现正在全球倔起，世界工业发达国家已开始大投入、争先恐后地、有计划地对此领域中的知识产权 进行跑马圈地式的保护。在今后的5年之内，应用生物芯片的市场销售将达到200亿美元左右。”
关于生物芯片的作用，程京博士做了这样的描绘；用生物芯片所制作的具有不同用途的全功能缩微芯片实验室可使分析过程全自动化，分析速度可获得成千上万倍提高，而且体积小、重量轻、便于携带。我们今后可以通过自己拥有的个人化验室，在地球上任何地方，姑且时对自己的身体健康状况进行监测，并通过环球通讯系统将结果传回到居住地的家庭医生处，通过其分析，开出医嘱，再立即送回给我们。可以设想，届时通过医学互联网，不但可以做远程诊断，还可以做远程手术和其他治疗、新药开发、农作物育种和改良、司法鉴定、食品卫生监督等领域带来一场革命。
上海细胞生物学研究所研究员胡赓熙说，生物芯片在医学诊断、农业、环保以至军事上具有巨大的应用潜力。生物芯片可能会像计算机那样从各个方面影响人类的生活方式。我们计划发展一种可同时进行多种肿瘤（包括肝癌、肺癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌等高发肿瘤）早期诊断的生物芯片，在患者还没有明显身体不适时进行普查。这可以极大地提高肿瘤病人的生存率，并产生巨大的市场。
生物芯片是国际上九十年代后期发展起来的一项尖端技术。它将多种生物探针高密集地固定在一块小小的玻璃片上，从面达到了一次实验同时检测多种疾病或分析多种生物样本目的。基因芯片、蛋白质芯片等都属于生物芯片的范畴。
一般认为，生物芯片技术的开发与运用将在生物学生医学基础研究、农业、疾病诊断、新药开发、食品、环保等广泛的领域中开辟一条全新的道路。正像分子DNA技术成为现代生物学的象征一样，生物芯片技术作为新一代生物技术，将从根本上改变目前生物学和生物技术的观念和效率。 计算机芯片的工作本质上是对0与1这二个数字以各种方法进行速度高达每秒钟数十亿次的运算。生物芯片的本质是进行生物信号的平行分析。它利用微点阵技术将成千上万的生物讯息密码集中到一小片固相基质上，从而使一些传统的生学分析手段能够在尽量小的空间范围内，以尽量快的速度完成。例如在八十年代，在一个传统的生的学实验室中手工测定十几个DNA片段的序列（合约4000个碱基对）需要至少一天时间：目前运用价格达数十万美元的自动化的PE3700DNA序列分析仪，可以在一天内测定近2000个DNA序列（合约70万个碱基对）；而去年有一种不成熟的生物芯片在15分钟内完成了1.6万个碱基对的测定，96个这样的生物芯片的平等工作，就相当于每天1.47亿个碱基对的分析能力！
由于尚未形成主流技术，生物芯片的形式非常多，以基质材料分，有尼龙膜、玻璃片、塑料、硅胶晶片、微型磁珠等；以所检测的生物信号种类分，有核酸、蛋白质、生物组织碎片甚至完整的活细胞；按工作原理分类，有杂交型、合成型、连接型、亲和识别型等。由于生物芯片概念是随着人类基因组的发展一起建立起来的，所以至今为止生物信号平行分析最成功的形式是以一种尼龙膜为基质的“cDNA阵列”，有于检测生物样品中基因表达谱的改变。
生物芯片是能对各种生物分子进行快速特别是并行处理的薄片载体，只有1平方厘米、指甲盖儿大小，它的科学意义和商业价值十分诱人。世界著名商业杂志《财富》预言：“微处理器使我们的经济发生了根本改变，给人类带来了巨大的财富，改变了我们的生活方式。然而，生物芯片给人类带来的影响可能会更大”。
关于生物芯片，最出语惊人的是清华大学生物芯片与开发中心教授、主任程京博士，他说：“五十年前，位于美国旧金山的硅谷孕育了给本世纪人类各个方面带来巨大冲击的一场工业革命，即硅革命。无独有偶，五十年后的世纪交替之际，又是美国的硅谷开始出现了另一种芯片——生物芯片。以生物芯片高产田核心的各相关产业现正在全球倔起，世界工业发达国家已开始大投入、争先恐后地、有计划地对此领域中的知识产权 进行跑马圈地式的保护。在今后的5年之内，应用生物芯片的市场销售将达到200亿美元左右。”
关于生物芯片的作用，程京博士做了这样的描绘；用生物芯片所制作的具有不同用途的全功能缩微芯片实验室可使分析过程全自动化，分析速度可获得成千上万倍提高，而且体积小、重量轻、便于携带。我们今后可以通过自己拥有的个人化验室，在地球上任何地方，姑且时对自己的身体健康状况进行监测，并通过环球通讯系统将结果传回到居住地的家庭医生处，通过其分析，开出医嘱，再立即送回给我们。可以设想，届时通过医学互联网，不但可以做远程诊断，还可以做远程手术和其他治疗、新药开发、农作物育种和改良、司法鉴定、食品卫生监督等领域带来一场革命。
上海细胞生物学研究所研究员胡赓熙说，生物芯片在医学诊断、农业、环保以至军事上具有巨大的应用潜力。生物芯片可能会像计算机那样从各个方面影响人类的生活方式。我们计划发展一种可同时进行多种肿瘤（包括肝癌、肺癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌等高发肿瘤）早期诊断的生物芯片，在患者还没有明显身体不适时进行普查。这可以极大地提高肿瘤病人的生存率，并产生巨大的市场。