Esimese biokiibi leiutas Ameerika ettevõte nimelt Affymetrix ja selle ettevõtte toode on GeneChip (DNA mikrokiibid). Need tooted sisaldavad defektide tuvastamiseks kasutatavate üksikute DNA-andurite arvu. Bioloogiline kiip mängib olulist rolli nii bioloogiauuringute valdkonnas nagu süsteemibioloogia kui ka haiguste bioloogia, samal ajal kui kliiniliste rakenduste arv kasvab. See on mikrokiirte komplekt, mis asetatakse substraadi tugevale pinnale, et võimaldada tuhandete reaktsioonide läbiviimist lühema aja jooksul. Biokiibi areng hõlmab peamiselt molekulaarbioloogia, biokeemia ja geneetika kombinatsiooni. Biokiipe kasutatakse elusorganismiga seotud orgaaniliste molekulide analüüsimiseks. Selles artiklis käsitletakse, mis on biokiip, tüübid, biokiipe ja nende kasutamist , puudused ja selle rakendused.

Mis on biokiip?

Biokiip on kogum vähenenud mikrokiire, mis asetatakse tugevale aluspinnale, mis võimaldab paljude katseid samaaegselt läbi viia, et saavutada lühikese ajaga kõrge läbilaskevõime. See seade sisaldab miljoneid andurelemente või biosensorid . Mitte nagu mikrokiibid, need pole elektroonilised seadmed. Iga biokiipi võib pidada mikroreaktoriks, mis suudab tuvastada konkreetse analüüdi, näiteks ensüümi, valgu, DNA, bioloogilise molekuli või antikeha. Selle kiibi peamine ülesanne on mõne sekundi jooksul läbi viia sadu bioloogilisi reaktsioone nagu geenide (DNA järjestus) dekodeerimine.

Biokiip

Biokiibi tööpõhimõte:

Biochipi töö hõlmab peamiselt järgmisi samme.

1. samm: operaator tekitab raadiosignaalide kaudu väikese energiatarbega elektromagnetvälja
2. samm: fikseeritud biokiip lülitub sisse
3. samm: aktiveeritud kiip edastab identifikaatori operaatorile raadiosignaalide kaudu tagurpidi
4. samm: Reader tugevdab vastuvõetud koodi digitaalseks muutmiseks ja eksponeerib seda lõpuks LCD-ekraanil.

BioChipsi komponendid

Biokiip koosneb kahest komponendist, nimelt nii transponderist kui ka lugejast.

BioChipsi komponendid

1) transponder

Transponderid on kahte tüüpi, nimelt aktiivne ja passiivne transponder. See on passiivne transponder, mis tähendab, et see ei sisalda oma energiat ega akut, samas kui passiivne, pole see aktiivne enne, kui operaator seda vähese elektrilaenguga aktiveerib. See transponder koosneb neljast osast nagu antennimähis, arvuti mikrokiip, klaasist kapsel ja häälestuskondensaator.

Arvuti mikrokiib salvestab kordumatu identifitseerimisnumbri (UID), mis jääb vahemikku 10 kuni 15 numbrit.
Antenni mähis on väga väike, primitiivne ja seda tüüpi antenn kasutatakse skannerilt või lugerilt signaalide saatmiseks ja vastuvõtmiseks.
Häälestuskondensaatori laadimist saab teha väikese signaali abil, st 1/1000 vatti, mille operaator saadab.
Klaaskapsel hoiab antenni mähist, kondensaator ja mikrokiibiga ning see on valmistatud biosobivast materjalist, nimelt soodaklaasist.

2) Lugeja

Lugeja koosneb poolist, nimelt ergastajast ja moodustab raadiosignaalide kaudu elektromagnetvälja. See pakub vajalikku energiat (<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.

BioChipsi tüübid

Saadaval on kolme tüüpi biokiipe, nimelt DNA mikrokiud, mikrofluidikiip ja valgu mikrokiib.

BioChipsi tüübid

1) DNA mikrokiud

DNA mikrokiud ehk DNA biokiip on väikeste DNA laikude kogum, mis on kinnitatud tugevale pinnale. Teadlane kasutab suure hulga geenide ekspressioonitasemete arvutamiseks. Iga DNA märk sisaldab teatud geenide pikomoole, mida nimetatakse sondideks. Need võivad olla geneetilise materjali lühike segment kõrge jäikuse korral. Tavaliselt märgatakse sondi ja sihtmärgi hübridiseerumist ning loendatakse fluorofoori või kemiluminestsentsiga märgistatud märklaudade tuvastamise abil, et otsustada nukleiinhappe seeriate suhteline kogus sihtmärgis. Uuenduslikeks nukleiinhappe massiivideks olid umbes 9 cm x 12 cm makro massiivid ja algselt automatiseeritud ikoonipõhine analüüs avaldati aastal 1981.

2) mikrofluidiline kiip

Mikrovedelikud biokiibid või kiibil töötavad laborid on valik tavalistele biokeemilistele laboratooriumidele ja muudavad mitut rakendust, nagu näiteks DNA analüüs, molekulaarbioloogia protseduurid, proteoomika, mida nimetatakse valkude uurimiseks ja haiguste diagnostikaks (kliiniline patoloogia). Need kiibid muutuvad 1000-komponentide kasutamisega keerukamaks, kuid neid komponente kavandatakse füüsiliselt alt ülespoole suunatud täiskohandatud plaanina, mis on väga suur tööjõud.

3) Valgu mikrokristall

Valgu mikrokiibi või valgu kiibi meetodit kasutatakse nii valkude toimingute kui ka seoste jälgimiseks ja nende funktsiooni suures väljaselgitamiseks. Valgu mikrokiibi peamine eelis on see, et saame paralleelselt jälgida suurt hulka valke. See valgu kiip koosneb pinnast, mis toetab klaasslaidi nagu mikrotiiterplaat või -helm, nitrotselluloosmembraan. Need on automatiseeritud, kiired, ökonoomsed, väga tundlikud, tarbivad vähem proove. Esimene valgulaastude metoodika võeti kasutusele teaduslike väljaannete antikehade mikrokihtides aastal 1983. Selle kiibi taga olevat tehnoloogiat oli DNA-mikrosellide jaoks, mis on muutunud kõige enam kasutatavateks mikrokiibideks, üsna lihtne välja töötada.

Biokiipide eelised ja puudused

Eelised biokiip sisaldama järgmist.

Biokiipi kasutatakse haigete päästmiseks
Mõõtmetelt väga väike, võimas ja kiirem.
Biokiibid on kasulikud kadunud inimeste leidmisel
Biokiipe saab kasutada isikute individuaalseks tuvastamiseks
Biokiibid viivad mõne sekundiga läbi tuhandeid bioloogilisi reaktsioone.

Biokiibi puudused hõlmavad järgmist.

Biokiibid on kallid
Biokiip tõstatab inimese eraelu ohtlikke probleeme.
Biokiip tähistab inimese vabaduse ja enesehinnangu lõppu.
On võimalus muuta iga inimene kontrollituks inimeseks
Biokiipe saab inimese kehasse kinnitada ilma nende sekkumiseta.

Biokiipide rakendused

Biokiibi rakendused hõlmavad järgmist.

Selle kiibi abil saame jälgida inimest või looma kõikjal maailmas.
Seda kiipi kasutatakse sellise isiku teabe salvestamiseks ja ajakohastamiseks nagu meditsiiniline finants- ja demograafiline teave.
Biokiip viib turvaliste e-kaubanduse süsteemideni
Need kiibid on tõhusad meditsiiniliste, sularaha, passi jms andmete taastamisel.
Biokiip võib olla meditsiinivaldkonnas kasutatav BP anduri, glükoosidetektori ja hapnikuandurina.

Eespool arutatud teabe põhjal võime lõpuks järeldada, et biokiibid on täpsed, kiired ja miniatuursed. Biokiibiruum asub kiibide tootmise, molekulaarbioloogia, genoomika ja signaalitöötlus . Biokiipide ja nende rakenduste turgu on suurendatud mitmes põhiuuringupiirkonnas. Siin on teile küsimus, mis see on biokiibi määratlus ?