生物芯片技术与基础医学研究

典型的生化分析系统通常包括三个部分：样品制备、生化反应和结果检测。许多年来,如何使这三个部分成为有机的结合体一直是许多科学工作者和企业界人上的梦想。生物芯片——分子生物学和半导体工业的完美结合——使得这一梦想成为了现实。生物芯片是应用于生命科学和医学领域中作用类似于电子芯片的器件,是便携式生物化学分析器的核心技术。通过对微加工获得的微米结构做生物化学处理能使成千上万个与生命相关的信息集成在一块厘米见方的芯片上。生物芯片将生命科学中许多不连续的过程如样品制备、化学反应和结果检测步骤移植到芯片上并使…     

生物芯片--二十一世纪革命性的技术

1 生物芯片技术的发展 九十年代以来以DNA芯片为代表的生物芯片(biochip)技术[1,2]得到了迅猛发展,目前已有多种芯片出现,以DNA芯片和PCR、毛细管电泳及介电电泳等芯片为代表.在1990年开始实施的人类基因组计划的推动下,生物芯片的一大种类--DNA芯片技术得以迅速发展.而且,这些芯片中有的已经在生命科学研究中开始发挥重要作用.生物芯片技术的发展有赖于分子生物学及微加工两方面技术的进步和发展,它将生命科学中许多不连续的过程如样品制备、化学反应和检测等步骤在微小的芯片上实现并使其连续化和微型化.随着微电子技术的进步,与其相关的领域也取得了迅速的发展.这些技术在生物、化学和医学等领域也得到了较广泛的应用,各种生物传感器和微型分析仪器相继出现.     

生物芯片——二十一世纪革命性的技术

１生物芯片技术的发展 九十年代以来以ＤＮＡ芯片为代表的生物芯片（ｂｉｏｃｈｉｐ）技术［１，２］得到了迅猛发展，目前已有多种芯片出现，以 ＤＮＡ芯片和 ＰＣＲ、毛细管电泳及介电电泳等芯片为代表。在 １９９０年开始实施的人类基因组计划的推动下，生物芯片的一大种类一ＤＮＡ芯片技术得以迅速发展。而且，这些芯片中有的已经在生命科学研究中开始发挥重要作用。生物芯片技术的发展有赖于分子生物学及微加工两方面技术的进步和发展，它将生命科学中许多不连续的过程如样品制备、化学反应和检测等步骤在微小的芯片上实现并使其连续化…     

细胞芯片的研究进展

细胞芯片技术是以活细胞作为研究对象的一种生物芯片技术。它是适应后基因组时代人类对生命科学探索的要求而产生的。作为细胞研究领域的一种新技术，其既保持传统的细胞研究方法的优点如原位检测等，又满足了高通量获取活细胞信息等方面的要求。本文中扼要介绍细胞芯片的概念以及几种已报道的细胞芯片，并对细胞免疫芯片进行了简述。     

生物芯片及其应用

1 生物芯片简介 生物芯片(biochip)是近年来在生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术,它主要是指通过微加工技术和微电子技术在固体芯片表面构建的微型生物化学分析系统,以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速与大信息量的检测.常用的生物芯片分为三大类:基因芯片(Gene chip, DNA chip, DNA microarray)、蛋白质芯片(Protein chip)和芯片实验室(Lab-on-a-chip).生物芯片的主要特点是高检测量、微型化和自动化.     

生物芯片技术与产品发展趋势以及面临的机遇

 生物芯片是一类快速、高效、高通量的生物分析器件或集成化分析系统，包括微阵列芯片、微流控芯片、芯片实验室以及相关的仪器和设备。它集合计算机、微电子、微机械、生物化学、分子生物学和生物信息学等技术，在一个微小的芯片表面或芯片内部的微流体系统研究生物大分子之间或者生物大分子与其他化学小分子之间的反应。生物芯片能整合样品制备、分子识别和反应、信号检测和信号放大等独立的分析过程，使之连续化、平行化、集成化和微型化。生物芯片被认为是当今十分重要且具有战略意义的前沿高新技术。它们不仅在功能基因组学、蛋白质组学、代谢组学和毒理组学等领域研究中发挥了重要的作用，而且在疾病诊断和治疗、新药研究和开发、农业、环境、食品安全、国防等领域中已经显示出了非常广阔的应用前景和巨大的商业市场。截至目前，共有13 000多篇生物芯片相关论文发表，其中1000多篇发表在Cell、Nature、Science等国际顶级学术刊物上。经过了十多年的发展，生物芯片技术日趋成熟。其中技术较为成熟的微阵列芯片已经大量进入实用[1-4]。微流体芯片等技术正在逐渐成熟并开始被各领域应用[5]。同时，新世纪是大生命科学的世纪，功能基因组、蛋白质组、代谢组等大科学研究计划强力地推动了基于生物芯片的高通量生物分析技术和研究平台的市场需求。     

分子生物芯片分析技术及其应用

分子生物芯片分析是90年代初发展起来的一门新型技术, 已被美国科学促进会列为1998年自然科学领域十大科学进展之一[1]. 分子生物芯片分析利用核酸杂交原理检测未知分子, 其作用类似于计算机的芯片, 应用于生命科学和医学领域. 分子生物芯片的大小如同指甲, 表面可以装载几万甚至几十万个生命信息, 这些生命信息有序地微点阵排列于一定位置, 以用于基因、抗原、抗体、细胞或组织等的分析. 由于生命科学的飞速发展, 迫切需要一种高速灵敏的检测手段来了解生命体细胞内的变化情况. 分子生物芯片分析是其非常适合的工具, 它的问世给科学家打开了一扇了解生物体奥秘的新窗户, 加速了人类基因组计划的实施和飞速发展, 生物芯片分析发展的最终目标是将从样品制备、化学反应到检测的整个化学分析过程集成化为缩微芯片实验室(laboratory on a chip).当前研究和应用最多的分子生物芯片分析是DNA生物芯片分析. 　　分子生物芯片分析和常规DNA序列分析比较具有许多优点[2], 例如, 人类约有10万个基因, 30亿左右碱基对[3], 要搞清它的序列, 尚需百万页的巨著, 对其他生物基因的测序解密仍需大量人力、物力和时间, 而分子生物芯片体积小、重量轻、携带方便, 分子生物芯片分析无污染、自动化、需样量少、节省试剂、能准确快速地分离大量遗传信息. 它给生命科学研究、疾病诊断、治疗、新药开发、法医鉴定和食品研究带来不可估量的影响. 本文对分子生物芯片分析技术及其应用作一简要概述. 　　1 分子生物芯片分析 　　分子生物芯片分析一般包括芯片制作、样品制备、杂交反应和结果分析等过程. 　　1.1 分子生物芯片制作 　　分子生物芯片的制作依赖于微电子工业中的微细加工工艺, 即在芯片固相载体(玻璃片、硅片或尼龙片等)加工出各种微细结构, 根据需要再用生化手段进行表面处理 , 然后应用. 典型的生物芯片制作方法有4种[4-6]: (1)光引导原位合成法, 由Affymetrix公司开发; (2)化学喷射法, 由Incyte Pharmaceutical公司开发; (3)接触或点涂法, 由斯坦福大学研制;(4)在一压电喷头上分别装有A、T、G、C核苷, 使其在芯片并行合成DNA探针. 现有的DNA芯片有两类: (1)寡核苷酸点阵芯片, (2)cDNA点阵芯片.     

组织芯片及其在肿瘤病理学研究中的应用

组织芯片是一类新型生物芯片，它可以快速、高效地对大量组织样本进行分析，在肿瘤病理学研究中已得到有效的应用。本就组织芯片的制备及其应用进行了综合讨论。     

组织芯片及其在肿瘤病理学研究中的应用

组织芯片是一类新型生物芯片，它可以快速、高效地对大量组织样本进行分析，在肿瘤病理学研究中已得到有效的应用。本就组织芯片的制备及其应用进行了综合讨论。     

DNA芯片技术在药物研究中的应用

DNA芯片技术是21世纪生物技术的重要发展，是生命科学与物理学、化学、微电子学以及计算机学等学科相互交叉的一门高新技术。该技术的突出特点在于其高度的并行性、多样化、微型化、自动化，已在生物医学的各个领域显示出了巨大的发展潜力和应用价值。其中药物研究领域是其应用最广泛的领域之一，通过DNA芯片技术可以将药物的生物效应和基因变化密切相联系，从而为药物的研究、开发注入新的生机和活力。     

后基因组时代的生物芯片技术

生命科学研究已进入后基因组时代,当前最重要的任务之一是对人类基因的注释与确认。基因芯片、蛋白质芯片及芯片实验室在揭示基因功能中将发挥重要作用。同时。生物芯片技术为系统生物学的发展提供大量数据,并成为系统生物学研究强有力的工具,为最终破解基因功能指明了方向。     

聚合酶链式反应生物芯片/微装置技术在疾病诊断中的应用

聚合酶链式反应（Polymerase chaim reaction，PCR）技术已经在分子生物学、疾病诊断等领域得到广泛应用。PCR生物芯片／微装置由于具有所需样品和反应混合物体积小、反应时间短、轻便等优点倍受人们关注。本文综述了PCR生物芯片／微装置在疾病诊断领域中的应用，并对其应用和发展作出了展望。     

基因芯片数据的聚类分析

基因芯片技术是后基因组时代功能基因组研究的主要工具。由于采用了高效的并行DNA杂交技术,每次实验可以得到大量丰富的数据,因此其结果分析成为一项很有挑战性而且具有重要意义的工作。聚类分析是基因芯片数据分析中使用广泛的一类方法。基因芯片实验得到的大量数据通过聚类分析,可以得到很多有用的信息,其成功应用已广泛涉及到生物医学研究中的各个领域。本文介绍了基因芯片数据的聚类分析方法及其重要应用。     

Design and Simulation of Active Biochip System

To solve the problems existing in passive biochip systems, we designed a novel active biochip system. This system introduces negative pressure and controlling devices to adjust the antigen-antibody reaction on the nitrocellulose membrane. Computational simulation demonstrated that this system is a rapid, stable, robust and practical system that may enhance the efficiency of antigen-antibody reactions and improve the repeatability and accuracy of biochip analysis.     

Emotion-on-a-chip (EOC): Evolution of biochip technology to measure human emotion using body fluids

Recent developments in nano/micro technology have made it possible to construct small-scale sensing chips for the analysis of biological markers such as nucleic acids, proteins, small molecules, and cells. Although biochip technology for the diagnosis of severe physiological diseases (e.g., cancer, diabetes, and cardiovascular disease) has been extensively studied, biochips for the monitoring of human emotions such as stress, fear, depression, and sorrow have not yet been introduced, and the development of such a biochip is in its infancy. Emotion science (or affective engineering) is a rapidly expanding engineering/scientific discipline that has a major impact on human society. The growing interest in the integration of emotion science and engineering is a result of the recent trend of merging various academic fields. In this paper we discuss the potential importance of biochip technology in which human emotion can be precisely measured in real time using body fluids such as blood, saliva, urine, or sweat. We call these biochips emotion-on-a-chip (EOC). The EOC system consists of four parts: (1) collection of body fluids, (2) separation of emotional markers, (3) detection of optical or electrical signals, and (4) display of results. These techniques provide new opportunities to precisely investigate human emotion. Future developments in EOC techniques will combine social and natural sciences to expand their scope of study.     

固相表面的抗原抗体反应模型与主动式生物芯片系统

为了克服现有被动式生物芯片的不足，我们从抗原抗体反应的基本原理出发，建立了固相表面的抗原抗体反应模型．并根据模型设计了一种新型的主动式蛋白芯片系统，该系统中引入负压发生装置及控制装置，可对硝酸纤维索（NC）膜上发生的抗原抗体反应进行控制。并对该系统进行了仿真，结果表明它具有快速、稳定、鲁棒性好等优点，能满足实际要求。该系统将有助于提高抗原抗体反应的效率，改善芯片检测结果的重复性和准确性。     

Emotion-on-a-chip (EOC): Evolution of biochip technology to measure human emotion using body fluids

Recent developments in nano/micro technology have made it possible to construct small-scale sensing chips for the analysis of biological markers such as nucleic acids, proteins, small molecules, and cells. Although biochip technology for the diagnosis of severe physiological diseases (e.g., cancer, diabetes, and cardiovascular disease) has been extensively studied, biochips for the monitoring of human emotions such as stress, fear, depression, and sorrow have not yet been introduced, and the development of such a biochip is in its infancy. Emotion science (or affective engineering) is a rapidly expanding engineering/scientific discipline that has a major impact on human society. The growing interest in the integration of emotion science and engineering is a result of the recent trend of merging various academic fields. In this paper we discuss the potential importance of biochip technology in which human emotion can be precisely measured in real time using body fluids such as blood, saliva, urine, or sweat. We call these biochips emotion-on-a-chip (EOC). The EOC system consists of four parts: (1) collection of body fluids, (2) separation of emotional markers, (3) detection of optical or electrical signals, and (4) display of results. These techniques provide new opportunities to precisely investigate human emotion. Future developments in EOC techniques will combine social and natural sciences to expand their scope of study.     

DNA芯片技术在药物研究中的应用

DNA芯片技术是21世纪生物技术的重要发展,是生命科学与物理学、化学、微电子学以及计算机学等学科相互交叉的一门高新技术。该技术的突出特点在于其高度的并行性、多样化、微型化、自动化,已在生物医学的各个领域显示出了巨大的发展潜力和应用价值。其中药物研究领域是其应用最广泛的领域之一,通过DNA芯片技术可以将药物的生物效应和基因变化密切相联系,从而为药物的研究、开发注入新的生机和活力。