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,一般包括基因芯片(gene chip)和蛋白芯片(protein chip)。
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信號,再用計(jì)算機(jī)分析數(shù)據(jù)結(jié)果。生物芯片技術(shù)可以對細(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分析。
生物芯片的模樣有的和計(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。
生物芯片雖然是芯片,但是和半導(dǎo)體芯片還是有所不同的。*,輸入的信號不一樣。半導(dǎo)體芯片很怕水,接觸到水溶液就會短路,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,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。
基因芯片和蛋白芯片等發(fā)展較早、技術(shù)較為成熟的芯片已廣泛應(yīng)用,新的功能基因和蛋白的數(shù)量也隨之大量增加,而對其功能的進(jìn)一步確定,又必須回到組織學(xué)的水平,組織學(xué)研究的工作量也就隨之驟增。然而,目前廣泛應(yīng)用的仍是單組織切片,在進(jìn)行大樣本的科學(xué)研究中,必須制作大量的組織蠟塊和組織切片,進(jìn)行反復(fù)多次的相同實(shí)驗(yàn)操作,造成實(shí)驗(yàn)時間、人力和相關(guān)實(shí)驗(yàn)材料及試劑的大量浪費(fèi),組織芯片便應(yīng)運(yùn)而出。
組織芯片的優(yōu)點(diǎn)
·可提高實(shí)驗(yàn)效率
組織芯片技術(shù)可將幾十甚至數(shù)百例組織樣本同時包埋于同一蠟塊,因此只需一次操作即可完成普通實(shí)驗(yàn)所需的幾十次操作。Richter在2周內(nèi)檢測1 842例膀胱癌患者中2 317份樣本中cyclin E基因CCNE的表達(dá)。
·有助于減少實(shí)驗(yàn)誤差
由于組織芯片技術(shù)將幾十甚至數(shù)百例組織樣本同時設(shè)置于同一切片,因此,其實(shí)驗(yàn)條件將在zui大程度上保持一致,減少因普通實(shí)驗(yàn)方法中分批、分次實(shí)驗(yàn)造成的因?qū)嶒?yàn)條件不同引起的實(shí)驗(yàn)誤差。
·便于設(shè)置實(shí)驗(yàn)對照
·有利于原始存檔蠟塊的保存