Definice biočipu
Biočip je um mikroskopické zařízení, které se používá k provádění biologických analýz v mikro nebo nano měřítku. Biočip je obecný termín, který může označovat řadu zařízení, včetně DNA čipů, proteinových čipů a buněčných čipů.
Samotný čip je vyroben ze substrátu, což je obvykle pevný materiál, jako je sklo nebo plast. Substrát je potažen vrstvou organického materiálu, jako jsou proteiny nebo nukleové kyseliny, který se používá k interakci s biologickými vzorky.
Biočipy se používají v široké škále aplikací, včetně lékařské diagnostiky, monitorování životního prostředí a vědeckého výzkumu. Často se používají k detekci přítomnosti specifických sloučenin v biologických vzorcích, jako jsou proteiny nebo nukleové kyseliny.
Biočipy jsou vysoce citlivé a mohou detekovat velmi nízké koncentrace biologických sloučenin. To z nich dělá cenný nástroj pro vědecký výzkum a lékařskou diagnostiku.
Jak Biochip funguje
Biočip je zařízení, které využívá povrchovou plasmonovou rezonanci (SPR) k detekci a měření interakcí mezi molekulami, jako jsou proteiny a DNA. SPR je optický jev, ke kterému dochází, když se světlo odráží od povrchu kovu a interaguje s elektrony na povrchu. Když se molekula naváže na kovový povrch, SPR se změní, což lze detekovat a měřit.
Fungování biočipu začíná zpracováním biologického vzorku, který obsahuje požadované molekuly. Vzorek se nanese na povrch biočipu, který je potažen tenkou vrstvou kovu. Když se vzorek dostane do kontaktu s kovovou vrstvou, molekuly se navážou na povrch a změní SPR.
Detekce molekulárních interakcí se provádí pomocí optického systému, který měří intenzitu světla odraženého od povrchu biočipu. Když se molekuly naváží na povrch, změní se SPR a změní se intenzita odraženého světla. Tato změna je detekována optickým systémem a převedena na elektrický signál, který lze zpracovat a analyzovat.
Biočip je výkonný nástroj pro výzkum molekulární biologie a lze jej použít v různých aplikacích, včetně diagnostiky onemocnění, objevování léků a studií interakcí protein-protein a protein-DNA. Použití biočipů může urychlit proces objevování léčiv a umožnit přesnější a účinnější analýzu molekulárních interakcí.
Technologie biočipů
Biochip je technologie, která kombinuje technologii mikročipů a integrovaných obvodů k vytvoření minilaboratoří na substrátech určených k provádění různých funkčních operací. Tato technologie umožňuje výzkumníkům provádět testy na malých množstvích biologických vzorků, což šetří čas a zdroje.
Biočipy jsou postaveny na substrátech navržených s přesnou kontrolou teploty a dalších proměnných, aby byly zajištěny přesné a spolehlivé výsledky. Substráty jsou obvykle vyrobeny z materiálů, jako je křemík, sklo nebo plast, které jsou navrženy tak, aby specifickým způsobem interagovaly s biologickými vzorky.
Biočipy lze použít k provádění různých testů, včetně analýzy DNA, diagnostiky onemocnění a testování toxicity. Jsou zvláště užitečné ve studiích genomiky, kde je schopnost rychle a přesně analyzovat velké množství dat zásadní.
Technologie biočipů se v posledních letech rychle vyvíjela s pokroky v inženýrských substrátech, miniaturizaci laboratoří a funkčních operacích. Tyto pokroky umožňují výzkumníkům provádět složitější testy na menších vzorcích, což šetří cenný čas a zdroje.
Typy biočipů
Biočipy jsou zařízení, která obsahují širokou škálu mikroskopických senzorů schopných detekovat a analyzovat biologické informace. Existuje několik typů biočipů, z nichž každý má svou vlastní aplikaci a technologii.
Microarrays
Microarray je typ biočipu, který obsahuje velké množství DNA nebo proteinových sond na pevném povrchu. Používá se k měření genové exprese, identifikaci genetických mutací a detekci specifických proteinů. DNA microarrays se často používají ve výzkumu genomiky a proteomiky.
DNA biočip
Biočipy DNA jsou podobné mikročipům, ale používají se k detekci specifických sekvencí DNA. Často se používají v diagnostických aplikacích, jako je testování otcovství a detekce genetických chorob.
Proteinový biočip
Proteinové biočipy se používají k detekci specifických proteinů v biologických vzorcích. Často se používají v proteomickém výzkumu a lékařské diagnostice.
GeneChip
GeneChip je typ biočipu, který obsahuje DNA sondy specifické pro lidské geny. Používá se pro diagnostiku genetických onemocnění a identifikaci genetických variant.
DNA senzory
DNA senzory jsou biočipy, které detekují specifické sekvence DNA. Často se používají v diagnostických aplikacích, jako je testování otcovství a detekce genetických chorob.
Digitální biočipy Microfluidics
Digitální mikrofluidní biočipy se používají k manipulaci s tekutinami v mikroskopickém měřítku. Často se používají v diagnostických aplikacích, jako jsou rychlé diagnostické testy a analýza biologických vzorků.
Aplikace biočipů
Biočipy jsou široce používány v různých aplikacích, od genetického výzkumu po identifikaci bioterorismu. Jsou schopny uchovávat a zpracovávat informace o buňkách, proteinech a genech, což z nich činí cenný nástroj pro diagnostiku onemocnění a vývoj léků.
Biočipy se také používají při výzkumu rakoviny, což umožňuje identifikaci proteinů a genů spojených s onemocněním. Jsou schopny detekovat změny v hladinách genové exprese, což umožňuje identifikaci nových terapeutických cílů.
Kromě toho jsou biočipy široce používány v imunotestech, jako jsou imunofluorescenční a imunohistochemické testy. Tyto testy se používají k diagnostice onemocnění a sledování odpovědi na léčbu.
Biočipy se také používají v klinických diagnostických aplikacích, které umožňují detekci infekčních a genetických onemocnění. Jsou schopny detekovat specifické protilátky a antigeny, což umožňuje včasnou diagnostiku a vhodnou léčbu.
Kromě toho se biočipy používají v aplikacích molekulární biologie, jako je hybridizace nukleových kyselin a proteomická analýza. Jsou schopny detekovat přítomnost specifické RNA a proteinů, což umožňuje identifikaci terapeutických cílů a analýzu buněčných signálních drah.
