Der erste Biochip wurde von einem amerikanischen Unternehmen namens Affymetrix erfunden. Das Produkt dieses Unternehmens ist GeneChip (DNA-Microarrays). Diese Produkte umfassen die Anzahl der einzelnen DNA-Sensoren, die zur Erkennung von Defekten verwendet werden. Biochip spielt eine wesentliche Rolle in der Biologieforschung wie der Systembiologie sowie der Krankheitsbiologie, während die Zahl der klinischen Anwendungen steigt. Es handelt sich um einen Satz von Microarrays, die auf einer starken Oberfläche eines Substrats angeordnet sind, damit Tausende von Reaktionen in kürzerer Zeit durchgeführt werden können. Die Entwicklung von Biochip umfasst hauptsächlich die Kombination von Molekularbiologie, Biochemie und Genetik. Biochips werden zur Analyse organischer Moleküle verwendet, die mit einem lebenden Organismus verbunden sind. Dieser Artikel beschreibt, was Biochip ist, Typen, Biochips und ihre Verwendung , Nachteile und ihre Anwendungen.
Was ist ein Biochip?
Ein Biochip ist ein Satz von verminderten Microarrays, die auf einem starken Substrat platziert sind, sodass viele Experimente gleichzeitig ausgeführt werden können, um einen hohen Durchsatz in kürzerer Zeit zu erzielen. Dieses Gerät enthält Millionen von Sensorelementen oder Biosensoren . Nicht wie Mikrochips sind dies keine elektronischen Geräte. Jeder Biochip kann als Mikroreaktor betrachtet werden, der einen bestimmten Analyten wie ein Enzym, ein Protein, eine DNA, ein biologisches Molekül oder einen Antikörper nachweisen kann. Die Hauptfunktion dieses Chips besteht darin, in wenigen Sekunden Hunderte von biologischen Reaktionen durchzuführen, wie z. B. die Dekodierung von Genen (eine DNA-Sequenz).
Biochip
Funktionsprinzip eines Biochips:
Die Arbeit von Biochip umfasst hauptsächlich die folgenden Schritte.
- Schritt 1: Der Bediener erzeugt durch Funksignale ein elektromagnetisches Feld mit geringer Leistung
- Schritt 2: Der feste Biochip wird eingeschaltet
- Schritt 3: Der aktivierte Chip überträgt den Identifikationscode über Funksignale rückwärts an den Bediener
- Schritt 4: Der Reader verstärkt den empfangenen Code, um ihn in digitale Form umzuwandeln, und zeigt ihn schließlich auf dem LCD an.
Komponenten von BioChips
Der Biochip besteht aus zwei Komponenten, nämlich dem Transponder und dem Lesegerät.
Komponenten von BioChips
1) Transponder
Transponder sind zwei Typen, nämlich aktiver Transponder und passiver Transponder. Dies ist ein passiver Transponder, was bedeutet, dass er keine eigene Energie oder Batterie enthält, während er im passiven Zustand erst aktiv ist, wenn der Bediener ihn durch niedrige elektrische Ladung aktiviert. Dieser Transponder besteht aus vier Teilen wie Antennenspule, Computer-Mikrochip, Glaskapsel und einem Abstimmkondensator.
- Der Computer-Mikrochip speichert eine eindeutige Identifikationsnummer (UID), die zwischen 10 und 15 Stellen lang ist.
- Die Antennenspule ist sehr klein, primitiv und diese Art von Antenne wird zum Senden und Empfangen der Signale vom Scanner oder Lesegerät verwendet.
- Das Laden des Abstimmkondensators kann mit dem kleinen Signal erfolgen, d. H. 1/1000 Watt, das vom Bediener gesendet wird.
- Die Glaskapsel hält die Antennenspule, Kondensator und Mikrochip, und es wird aus einem biokompatiblen Material hergestellt, nämlich Natronkalkglas.
2) Leser
Der Leser besteht aus einer Spule, nämlich 'Erreger', und er bildet durch Funksignale ein elektromagnetisches Feld. Es bietet die benötigte Energie (<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.
Arten von BioChips
Es gibt drei Arten von Biochips, nämlich DNA-Microarray, Mikrofluidik-Chip und Protein-Microarray.
Arten von BioChips
1) DNA-Microarray
Ein DNA-Microarray oder DNA-Biochip ist ein Satz winziger DNA-Spots, die an einer starken Oberfläche befestigt sind. Ein Forscher verwendet, um die Expressionsniveaus für eine große Anzahl von Genen zu berechnen. Jede DNA-Markierung umfasst Picomole bestimmter Gene, die als Sonden bezeichnet werden. Dies kann ein kurzes Segment eines genetischen Materials in Situationen mit hoher Steifheit sein. Normalerweise wird die Sonden-Ziel-Hybridisierung durch Erkennen von mit Fluorophor oder Chemilumineszenz markierten Zielen bemerkt und gezählt, um die relative Menge der Nukleinsäureserien im Ziel zu bestimmen. Innovative Arrays von Nukleinsäuren waren Makroarrays von etwa 9 cm x 12 cm, und die anfänglich automatisierte symbolbasierte Analyse wurde im Jahr 1981 veröffentlicht.
2) Mikrofluidik-Chip
Mikrofluidische Biochips oder Lab-on-a-Chip sind eine Wahl für übliche biochemische Labors und transformieren verschiedene Anwendungen wie DNA-Analyse, molekularbiologische Verfahren, Proteomik, die als Untersuchung von Proteinen und Diagnose von Krankheiten (klinische Pathologie) bekannt ist. Diese Chips werden durch die Verwendung von Tausenden von Komponenten immer komplexer. Diese Komponenten werden jedoch physisch als Bottom-Up-Full-Custom-Plan bezeichnet, bei dem es sich um eine sehr große Belegschaft handelt.
3) Protein Microarray
Ein Protein-Microarray- oder Protein-Chip-Verfahren wird verwendet, um die Aktionen sowie Verbindungen von Proteinen zu verfolgen und ihre Funktion in großem Maßstab herauszufinden. Der Hauptvorteil von Protein-Microarray besteht darin, dass wir eine große Anzahl von Proteinen parallel verfolgen können. Dieser Proteinchip besteht aus einer Oberfläche zum Tragen einer Mikrotiterplatte oder -perle, einer Nitrocellulosemembran, des Objektträgers. Diese sind automatisiert, schnell, wirtschaftlich, sehr empfindlich und verbrauchen weniger Proben. Die erste Methode für Proteinchips wurde 1983 in wissenschaftlich veröffentlichten Antikörper-Microarrays eingeführt. Die Technologie hinter diesem Chip war für DNA-Microarrays, die sich zu den am häufigsten verwendeten Microarrays entwickelt haben, recht einfach zu entwickeln.
Vor- und Nachteile von Biochips
Die Vorteile von Biochip das Folgende einschließen.
- Der Biochip dient zur Rettung der Kranken
- Sehr klein, leistungsstark und schneller.
- Biochips sind nützlich, um die verlorenen Menschen zu finden
- Biochips können verwendet werden, um die Personen individuell zu identifizieren
- Biochips führen in wenigen Sekunden Tausende von biologischen Reaktionen durch.
Die Nachteile von Biochip umfassen die folgenden.
- Biochips sind teuer
- Biochip wirft gefährliche Probleme der Privatsphäre des Einzelnen auf.
- Biochip markiert das Ende der Freiheit und Selbstachtung des Menschen.
- Es besteht die Möglichkeit, jede Person in eine kontrollierte Person zu verwandeln
- Biochips können ohne deren Störung im menschlichen Körper fixiert werden.
Biochips-Anwendungen
Die Anwendungen von Biochip umfassen Folgendes.
- Mit diesem Chip können wir eine Person oder ein Tier überall auf der Welt verfolgen.
- Dieser Chip wird verwendet, um die Informationen einer Person wie medizinische Finanzen und demografische Daten zu speichern und zu aktualisieren.
- Ein Biochip führt zu sicheren E-Commerce-Systemen
- Diese Chips sind wirksam bei der Wiederherstellung der Aufzeichnungen von Medizin, Bargeld, Reisepass usw.
- Der Biochip kann im medizinischen Bereich als Blutdrucksensor, Glukosedetektor und Sauerstoffsensor eingesetzt werden.
Aus den oben diskutierten Informationen können wir schließlich schließen, dass Biochips genau, schnell und miniaturisiert sind. Der Biochip-Raum liegt an der Schnittstelle zwischen Chipherstellung, Molekülbiologie, Genomik und Signalverarbeitung . Der Markt für Biochips und seine Anwendungen wurde in einer Reihe von Kernforschungsregionen erweitert. Hier ist eine Frage an Sie, was ist das Biochip-Definition ?
