生物芯片

　　英文名称：

　　p

　　定义1：

　　一种<img src="in/rui.jpg">片技术，即借助微加工和微电子技术。将大量已知序列的核酸或蛋⽩质片段有序地组合在一个微小基片表面通过与标记的核酸或蛋⽩质分子进行反应，分析待检标本的相应成分。

　　所属学科：

　　免疫学（一级学科）；应用免疫（二级学科）；免疫学检测和诊断（‮级三‬学科）

　　定义2：

　　广义的<strong>生物<img src="in/rui.jpg">片</strong>指一切采用生物技术制备或应用于生物技术的微处理器。包括用于研制生物计算机的<strong>生物<img src="in/rui.jpg">片</strong>、将健康细胞与电子集成电路结合起来的仿生<img src="in/rui.jpg">片、缩微化的实验室即<img src="in/rui.jpg">片实验室以及利用生物分子相互间的特异识别作用进行生物信号处理的基因<img src="in/rui.jpg">片、蛋⽩质<img src="in/rui.jpg">片、细胞<img src="in/rui.jpg">片和组织<img src="in/rui.jpg">片等。狭义的生物<img src="in/rui.jpg">片就是微阵列，包括基因<img src="in/rui.jpg">片、蛋⽩质<img src="in/rui.jpg">片、细胞<img src="in/rui.jpg">片和组织<img src="in/rui.jpg">片等。

　　所属学科：

　　生物化学与分子生物学（一级学科）；方法与技术（二级学科）

　　定义3：

　　广义的生物<img src="in/rui.jpg">片指一切采用生物技术制备或应用于生物技术的微处理器。包括用于研制生物计算机的生物<img src="in/rui.jpg">片，将健康细胞与电子集成电路结合起来的仿生<img src="in/rui.jpg">片，缩微化的实验室即<img src="in/rui.jpg">片实验室以及利用生物分子相互间的特异识别作用进行生物信号处理的基因<img src="in/rui.jpg">片、蛋⽩质<img src="in/rui.jpg">片、细胞<img src="in/rui.jpg">片和组织<img src="in/rui.jpg">片等。狭义的生物<img src="in/rui.jpg">片就是微阵列，包括基因<img src="in/rui.jpg">片、蛋⽩质<img src="in/rui.jpg">片、细胞<img src="in/rui.jpg">片和组织<img src="in/rui.jpg">片等。

　　生物<img src="in/rui.jpg">片技术起源于核酸分子杂<img src="in/jiao.jpg">。所谓生物<img src="in/rui.jpg">片一般指⾼密度固定在互相支持介质上的生物信息分子（如基因片段、片段或多肽、蛋⽩质）的微阵列杂<img src="in/jiao.jpg">型<img src="in/rui.jpg">片，阵列中每个分子的序列及位置都是已知的，并且是预先设定好的序列点阵。微流控<img src="in/rui.jpg">片（p）和<img src="in/ye.jpg">态生物<img src="in/rui.jpg">片是比微阵列<img src="in/rui.jpg">片后展的生物<img src="in/rui.jpg">片新技术，生物<img src="in/rui.jpg">片技术是系统生物技术的基本內容。

　　什么是生物<img src="in/rui.jpg">片呢？简单说，生物<img src="in/rui.jpg">片就是在一块玻璃片、硅片、尼龙膜等材料上放上生物样品，然后由一

　　像花布一样五彩斑斓的生物<img src="in/rui.jpg">片

　　种仪器收集信号，用计算机分析数据结果。

　　像花布一样五彩斑斓的生物<img src="in/rui.jpg">片人们可能很容易把生物<img src="in/rui.jpg">片与电

　　子<img src="in/rui.jpg">片联系起来，虽然，生物<img src="in/rui.jpg">片和电子<img src="in/rui.jpg">片确实有着千丝万缕的联系，但它们是完全不同的两种东西。生物<img src="in/rui.jpg">片并不等同于电子<img src="in/rui.jpg">片，只是借用概念，它的原名叫“核酸微阵列”因为它上面的反应是在<img src="in/jiao.jpg">叉的纵列中所生。

　　<img src="in/rui.jpg">片的概念取之于集成的概念，如电子<img src="in/rui.jpg">片的意思就是把大的东西变成小的东西，集成在一起。生物<img src="in/rui.jpg">片也是集成，不过是生物材料的集成。像实验室检测一样，在生物<img src="in/rui.jpg">片上检查⾎糖、蛋⽩、酶活<img src="in/xing.jpg">等，是基于同样的生物反应原理。所以生物<img src="in/rui.jpg">片就是一个载体平台。这个平台的材料则有很多种，如硅，玻璃，膜（纤维素膜）等，还有一些三维结构的多聚体，平台上则密密⿇⿇地摆満了各种生物材料。<img src="in/rui.jpg">片只是一个载体。做什么东西、检测什么，还是靠生物学家来完成。也就是说，原来要在很大的实验室中需要很多个试管的反应，现在被移至一张<img src="in/rui.jpg">片上同时生了。

　　生物<img src="in/rui.jpg">片虽然只有1o多年的历史，但包含的种类较多，分类方式和种类也没有完全的统一。

　　<img src="in/gen.jpg">据用途分类

　　生物电子<img src="in/rui.jpg">片：用于生物计算机等生物电子产品的制造。

　　生物分析<img src="in/rui.jpg">片：用于各种生物大分子、细胞、组织的<img src="in/cao.jpg">作以及生物化学反应的检测。

　　前一类目前在技术和应用上很不成<img src="in/shu.jpg">，一般情况下所指的生物<img src="in/rui.jpg">片主要为生物分析<img src="in/rui.jpg">片。

　　<img src="in/gen.jpg">据作用方式分类

　　主动式<img src="in/rui.jpg">片：是指把生物实验中的样本处理纯化、反应标记及检测等多个实验步骤集成，通过一步反应就可主动完成。其特点是快、<img src="in/cao.jpg">作简单，因此有人又将它称为功能生物<img src="in/rui.jpg">片。主要包括微流体<img src="in/rui.jpg">片p和缩微<img src="in/rui.jpg">片实验室p，也叫“<img src="in/rui.jpg">片实验室”是生物<img src="in/rui.jpg">片技术的⾼境界。

　　被动式<img src="in/rui.jpg">片：即各种微阵列<img src="in/rui.jpg">片，是指把生物实验中的多个实验集成，但<img src="in/cao.jpg">作步骤不变。其特点是⾼度的并行<img src="in/xing.jpg">，目前的大部分<img src="in/rui.jpg">片属于此类。由于这类<img src="in/rui.jpg">片主要是获得大量的生物大分子信息，最终通过生物信息学进行数据挖掘分析，因此这类<img src="in/rui.jpg">片又称为信息生物<img src="in/rui.jpg">片。包括基因<img src="in/rui.jpg">片、蛋⽩<img src="in/rui.jpg">片、细胞<img src="in/rui.jpg">片和组织<img src="in/rui.jpg">片。

　　<img src="in/gen.jpg">据固定在载体上的物质成分分类

　　基因<img src="in/rui.jpg">片p：又称<img src="in/rui.jpg">片p或微阵列，是将或寡核苷酸按微阵列方式固定在‮型微‬载体上制成。

　　蛋⽩质<img src="in/rui.jpg">片pp或p：是将蛋⽩质或抗原等一些非核酸生命物质按微阵列方式固定在‮型微‬载体上获得。

　　细胞<img src="in/rui.jpg">片p：是将细胞按照特定的方式固定在载体上，用来检测细胞间相互影响或相互作用。

　　组织<img src="in/rui.jpg">片p：是将组织切片等按照特定的方式固定在载体上，用来进行免疫组织化学等组织內成分差异研究。

　　<img src="in/rui.jpg">片实验室

　　<img src="in/rui.jpg">片实验室其他：如<img src="in/rui.jpg">片实验室p，用于生命物质的分离、检测的

　　‮型微‬化<img src="in/rui.jpg">片。现在，已经有不少的研究人员试图将整个生化检测分析过程缩微到<img src="in/rui.jpg">片上，形成所谓的“<img src="in/rui.jpg">片实验室”p）。<img src="in/rui.jpg">片实验室是生物<img src="in/rui.jpg">片技术展的最终目标。它将样品的制备、生化反应到检测分析的整个过程集约化形成‮型微‬分析系统。由加热器、微泵、微阀、微流量控制器、微电极、电子化学和电子光探测器等组成的<img src="in/rui.jpg">片实验室已经问世，并出现了将生化反应、样品制备、检测和分析等部分集成的<img src="in/rui.jpg">片）。“<img src="in/rui.jpg">片实验室”可以完成诸如样品制备、试剂输送、生化反应、结果检测、信息处理和传递等一系列复杂工作。这些‮型微‬集成化分析系统携带方便，可用于紧急场合、野外<img src="in/cao.jpg">作甚至放在航天器上。例如可以将样品的制备和p扩增反应同时完成于一块小小的<img src="in/rui.jpg">片之上。再如公司设计制造的生物<img src="in/rui.jpg">片可以从待检样品中分离出或，并对其进行荧光标记，然后当样品流过固定于栅栏状微通道內的寡核苷酸探针时便可捕获与之互补的靶核酸序列。应用其自己开的检测设备即可实现对杂<img src="in/jiao.jpg">结果的检测与分析。这种<img src="in/rui.jpg">片由于寡核苷酸探针具有较大的昅附表面积，所以可以灵敏地检测到稀有基因的变化。同时，由于该<img src="in/rui.jpg">片设计的微通道具有浓缩和富集作用，所以可以加杂<img src="in/jiao.jpg">反应，缩短测试时间，从而降低了测试成本。