ไบโอชิปตัวแรกถูกคิดค้นโดย บริษัท อเมริกันชื่อ Affymetrix และผลิตภัณฑ์ของ บริษัท นี้คือ GeneChip (DNA microarrays) ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ประกอบด้วยเซ็นเซอร์ DNA แต่ละตัวที่ใช้ในการตรวจจับข้อบกพร่อง Biochip มีบทบาทสำคัญในด้านการวิจัยชีววิทยาเช่นชีววิทยาระบบและชีววิทยาของโรคในขณะที่จำนวนการใช้งานทางคลินิกเพิ่มขึ้น เป็นชุดของไมโครเรย์ที่วางอยู่บนพื้นผิวที่แข็งแรงของสารตั้งต้นเพื่อให้สามารถทำปฏิกิริยาได้หลายพันครั้งโดยใช้เวลาน้อยลง การพัฒนาไบโอชิปส่วนใหญ่ประกอบด้วยการผสมผสานระหว่างอณูชีววิทยาชีวเคมีและพันธุศาสตร์ Biochips ใช้สำหรับวิเคราะห์โมเลกุลอินทรีย์ที่เชื่อมต่อกับสิ่งมีชีวิต บทความนี้กล่าวถึง Biochip คืออะไรประเภท ชิปชีวภาพและการใช้งาน ข้อเสียและการใช้งาน
Biochip คืออะไร?
ไบโอชิปคือชุดของไมโครเรย์ที่ลดลงซึ่งวางอยู่บนวัสดุพิมพ์ที่แข็งแรงซึ่งช่วยให้สามารถทำการทดลองหลายอย่างพร้อมกันเพื่อให้ได้ปริมาณงานสูงในเวลาที่น้อยลง อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยองค์ประกอบเซ็นเซอร์นับล้านหรือ ไบโอเซนเซอร์ . ไม่เหมือนกับไมโครชิป แต่ไม่ใช่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไบโอชิปแต่ละตัวถือได้ว่าเป็นไมโครรีแอคเตอร์ที่สามารถตรวจจับการวิเคราะห์เฉพาะเช่นเอนไซม์โปรตีนดีเอ็นเอโมเลกุลทางชีวภาพหรือแอนติบอดี หน้าที่หลักของชิปนี้คือทำปฏิกิริยาทางชีวภาพหลายร้อยปฏิกิริยาในเวลาไม่กี่วินาทีเช่นการถอดรหัสยีน (ลำดับของดีเอ็นเอ)
ไบโอชิป
หลักการทำงานของ Biochip:
การทำงานของ Biochip ส่วนใหญ่มีขั้นตอนต่อไปนี้
- ขั้นตอนที่ 1: ตัวดำเนินการสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากำลังต่ำผ่านสัญญาณวิทยุ
- ขั้นตอนที่ 2: ไบโอชิปคงที่จะเปิดขึ้น
- ขั้นตอนที่ 3: ชิปที่เปิดใช้งานจะส่งรหัสประจำตัวกลับไปยังตัวดำเนินการผ่านสัญญาณวิทยุ
- ขั้นตอนที่ 4: Reader เพิ่มความแข็งแกร่งให้กับรหัสที่ได้รับเพื่อเปลี่ยนเป็นรูปแบบดิจิทัลและในที่สุดก็แสดงบน LCD
ส่วนประกอบของ BioChips
Biochip ประกอบด้วยสององค์ประกอบคือช่องสัญญาณและตัวอ่าน
ส่วนประกอบของ BioChips
1) ทรานสปอนเดอร์
ทรานสปอนเดอร์มีสองประเภท ได้แก่ แอกทีฟทรานสปอนเดอร์และพาสซีฟทรานสปอนเดอร์ นี่คือช่องสัญญาณแบบพาสซีฟซึ่งหมายความว่าไม่มีพลังงานหรือแบตเตอรี่ของตัวเองในขณะที่อยู่ในสถานะพาสซีฟจะไม่ทำงานจนกว่าผู้ปฏิบัติงานจะเปิดใช้งานโดยให้ประจุไฟฟ้าต่ำ ช่องสัญญาณนี้ประกอบด้วยสี่ส่วนเช่นขดลวดเสาอากาศไมโครชิปคอมพิวเตอร์แคปซูลแก้วและตัวเก็บประจุแบบปรับค่าได้
- ไมโครชิปของคอมพิวเตอร์จะจัดเก็บหมายเลขประจำตัว (UID) ที่มีความยาวตั้งแต่ 10 หลักถึง 15 หลัก
- ขดลวดเสาอากาศมีขนาดเล็กมากแบบดั้งเดิมและประเภทนี้ เสาอากาศ ใช้ในการส่งและรับสัญญาณจากเครื่องสแกนหรือเครื่องอ่าน
- การชาร์จตัวเก็บประจุแบบปรับค่าสามารถทำได้โดยใช้สัญญาณขนาดเล็กเช่น 1/1000 ของวัตต์ซึ่งส่งโดยตัวดำเนินการ
- แคปซูลแก้วถือขดลวดเสาอากาศ ตัวเก็บประจุ และไมโครชิปและทำด้วยวัสดุที่เข้ากันได้ทางชีวภาพคือแก้วโซดาไลม์
2) ผู้อ่าน
เครื่องอ่านประกอบด้วยขดลวดคือ 'ตัวกระตุ้น' และสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านสัญญาณวิทยุ ให้พลังงานที่ต้องการ (<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.
ประเภทของ BioChips
Biochips มีให้เลือกสามประเภท ได้แก่ DNA microarray, microfluidic chip และ protein microarray
ประเภทของ BioChips
1) DNA Microarray
DNA microarray หรือ DNA biochip คือชุดของจุดดีเอ็นเอเล็ก ๆ ที่ยึดติดกับพื้นผิวที่แข็งแรง นักวิจัยใช้เพื่อคำนวณระดับการแสดงออกของยีนจำนวนมาก เครื่องหมายดีเอ็นเอทุกตัวประกอบด้วยพิโคโมลของยีนเฉพาะซึ่งเรียกว่าโพรบ สิ่งเหล่านี้อาจเป็นส่วนสั้น ๆ ของสารพันธุกรรมภายใต้สถานการณ์ที่มีความเข้มงวดสูง โดยปกติแล้วการผสมพันธุ์แบบโพรบ - เป้าหมายจะสังเกตเห็นและนับโดยการรับรู้เป้าหมายที่ติดฉลากฟลูออโรฟอร์หรือเคมีลูมิเนสเซนส์เพื่อกำหนดปริมาณสัมพัทธ์ของชุดกรดนิวคลีอิกในเป้าหมาย อาร์เรย์ที่เป็นนวัตกรรมใหม่ของกรดนิวคลีอิกคืออาร์เรย์มาโครขนาดประมาณ 9 ซม. X 12 ซม. และการวิเคราะห์ตามไอคอนอัตโนมัติเริ่มแรกได้รับการเผยแพร่ในปี พ.ศ. 2524
2) ชิปไมโครฟลูอิดิก
ไมโครฟลูอิดิกไบโอชิปหรือห้องปฏิบัติการบนชิปเป็นทางเลือกสำหรับห้องปฏิบัติการทางชีวเคมีตามปกติและกำลังเปลี่ยนแปลงการใช้งานหลายอย่างเช่นการวิเคราะห์ดีเอ็นเอกระบวนการอณูชีววิทยาโปรตีโอมิกส์ซึ่งเรียกว่าการศึกษาโปรตีนและการวินิจฉัยโรค (พยาธิวิทยาทางคลินิก) ชิปเหล่านี้มีความซับซ้อนมากขึ้นโดยใช้ส่วนประกอบกว่า 1,000 ชิ้น แต่ส่วนประกอบเหล่านั้นได้รับการออกแบบทางกายภาพที่เรียกว่าแผนแบบกำหนดเองจากด้านล่างซึ่งเป็นทีมงานที่มีขนาดใหญ่มาก
3) โปรตีน Microarray
วิธี microarray โปรตีนหรือชิปโปรตีนใช้เพื่อติดตามการกระทำเช่นเดียวกับการเชื่อมต่อของโปรตีนและเพื่อค้นหาการทำงานของมันในปริมาณมาก ข้อได้เปรียบหลักของโปรตีนไมโครเรย์คือเราสามารถติดตามโปรตีนจำนวนมากแบบขนานได้ ชิปโปรตีนนี้ประกอบด้วยพื้นผิวสำหรับรองรับเช่นแผ่น microtitre หรือลูกปัดเมมเบรนไนโตรเซลลูโลสสไลด์แก้ว สิ่งเหล่านี้เป็นไปโดยอัตโนมัติรวดเร็วประหยัดไวมากใช้ปริมาณตัวอย่างน้อยลง วิธีการแรกของชิปโปรตีนถูกนำมาใช้ในไมโครเรย์แอนติบอดีของสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ในปี พ.ศ. 2526 เทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังชิปนี้ค่อนข้างง่ายในการพัฒนาสำหรับไมโครเรย์ดีเอ็นเอซึ่งกลายเป็นไมโครเรย์ที่ใช้กันมากที่สุด
ข้อดีและข้อเสียของ Biochips
ข้อดี ของไบโอชิป รวมสิ่งต่อไปนี้
- ไบโอชิปใช้ในการช่วยเหลือคนป่วย
- มีขนาดเล็กมากทรงพลังและเร็วขึ้น
- ไบโอชิปมีประโยชน์ในการค้นหาผู้สูญหาย
- Biochips สามารถใช้เพื่อระบุตัวตนของแต่ละบุคคลได้
- Biochips ทำปฏิกิริยาทางชีวภาพหลายพันครั้งในเวลาไม่กี่วินาที
ข้อเสียของไบโอชิปมีดังต่อไปนี้
- ไบโอชิปมีราคาแพง
- Biochip ทำให้เกิดปัญหาที่เป็นอันตรายเกี่ยวกับความเป็นส่วนตัวของแต่ละบุคคล
- Biochip เป็นจุดสิ้นสุดของเสรีภาพและการเคารพตนเองของมนุษย์
- จะมีโอกาสเปลี่ยนคนทุกคนให้เป็นคนที่ถูกควบคุม
- Biochips สามารถติดตั้งเข้ากับร่างกายของมนุษย์ได้โดยปราศจากการรบกวน
แอพพลิเคชัน Biochips
การใช้งานไบโอชิปมีดังต่อไปนี้
- ด้วยการใช้ชิปนี้เราสามารถติดตามบุคคลหรือสัตว์ได้ทุกที่ในโลก
- ชิปนี้ใช้เพื่อจัดเก็บและอัปเดตข้อมูลของบุคคลเช่นการเงินการแพทย์และข้อมูลประชากร
- ไบโอชิปนำไปสู่ระบบอีคอมเมิร์ซที่ปลอดภัย
- ชิปเหล่านี้มีประสิทธิภาพในการกู้คืนบันทึกทางการแพทย์เงินสดหนังสือเดินทาง ฯลฯ
- ไบโอชิพสามารถใช้งานได้ในด้านการแพทย์เช่นเซ็นเซอร์ความดันโลหิตเครื่องตรวจจับน้ำตาลกลูโคสและเซ็นเซอร์ออกซิเจน
จากข้อมูลที่กล่าวถึงข้างต้นในที่สุดเราสามารถสรุปได้ว่าชิปชีวภาพมีความแม่นยำรวดเร็วและย่อส่วน ช่องว่างของชิปชีวภาพอยู่ที่จุดตัดระหว่างการผลิตชิปอณูชีววิทยาจีโนมิกส์และ การประมวลผลสัญญาณ . ตลาดสำหรับ Biochips และแอพพลิเคชั่นได้เพิ่มขึ้นในหลายพื้นที่การวิจัยหลัก นี่คือคำถามสำหรับคุณว่าไฟล์ คำจำกัดความของไบโอชิป เหรอ?
