Biokiibi definitsioon
Biokiip on um mikroskoopiline seade, mida kasutatakse bioloogiliste analüüside tegemiseks mikro- või nanoskaalal. Biokiip on üldnimetus, mis võib viidata mitmesugustele seadmetele, sealhulgas DNA kiibidele, valgukiipidele ja rakukiipidele.
Kiip ise on valmistatud substraadist, mis on tavaliselt tahke materjal, näiteks klaas või plast. Substraat on kaetud orgaanilise materjali, näiteks valkude või nukleiinhapete kihiga, mida kasutatakse bioloogiliste proovidega suhtlemiseks.
Biokiipe kasutatakse väga erinevates rakendustes, sealhulgas meditsiinilises diagnoosimises, keskkonnaseires ja teadusuuringutes. Neid kasutatakse sageli spetsiifiliste ühendite, näiteks valkude või nukleiinhapete olemasolu tuvastamiseks bioloogilistes proovides.
Biokiibid on väga tundlikud ja suudavad tuvastada väga väikeseid bioloogiliste ühendite kontsentratsioone. See muudab need väärtuslikuks vahendiks teadusuuringuteks ja meditsiiniliseks diagnoosimiseks.
Kuidas Biochip töötab
Biokiip on seade, mis kasutab pinnaplasmonresonantsi (SPR) molekulide, näiteks valkude ja DNA interaktsioonide tuvastamiseks ja mõõtmiseks. SPR on optiline nähtus, mis tekib siis, kui valgus peegeldub metalli pinnalt ja interakteerub pinnal olevate elektronidega. Kui molekul seostub metallipinnaga, muutub SPR, mida saab tuvastada ja mõõta.
Biokiibi toimimine algab huvipakkuvaid molekule sisaldava bioloogilise proovi töötlemisega. Proov kantakse biokiibi pinnale, mis on kaetud õhukese metallikihiga. Kui proov puutub kokku metallikihiga, seostuvad molekulid pinnaga ja muudavad SPR-i.
Molekulaarsete interaktsioonide tuvastamine toimub optilise süsteemi abil, mis mõõdab biokiibi pinnalt peegelduva valguse intensiivsust. Kui molekulid seostuvad pinnaga, muutub SPR ja peegeldunud valguse intensiivsus. Selle muutuse tuvastab optiline süsteem ja see muundatakse elektriliseks signaaliks, mida saab töödelda ja analüüsida.
Biokiip on võimas tööriist molekulaarbioloogia uuringute jaoks ja seda saab kasutada mitmesugustes rakendustes, sealhulgas haiguste diagnoosimisel, ravimite avastamisel ning valgu-valgu ja valgu-DNA interaktsioonide uuringutel. Biokiipide kasutamine võib kiirendada ravimite avastamise protsessi ning võimaldada molekulaarsete interaktsioonide täpsemat ja tõhusamat analüüsi.
Biokiibi tehnoloogia
Biochip on tehnoloogia, mis ühendab mikrokiibi ja integraallülituse tehnoloogia, et luua substraatidel minilaboreid, mis on mõeldud mitmesuguste funktsionaalsete toimingute tegemiseks. See tehnoloogia võimaldab teadlastel teha katseid väikeses koguses bioloogilisi proove, säästes aega ja ressursse.
Biokiibid on ehitatud substraatidele, mis on kavandatud täpselt reguleerima temperatuuri ja muid muutujaid, et tagada täpsed ja usaldusväärsed tulemused. Substraadid on tavaliselt valmistatud sellistest materjalidest nagu räni, klaas või plast, mis on loodud bioloogiliste proovidega teatud viisil suhtlema.
Biokiipe saab kasutada mitmesuguste testide tegemiseks, sealhulgas DNA analüüsiks, haiguste diagnoosimiseks ja toksilisuse testimiseks. Need on eriti kasulikud genoomikauuringutes, kus on oluline võime kiiresti ja täpselt analüüsida suuri andmeid.
Biokiibi tehnoloogia on viimastel aastatel kiiresti arenenud, tehes edusamme konstrueeritud substraatide, labori miniaturiseerimise ja funktsionaalsete toimingute vallas. Need edusammud võimaldavad teadlastel teha väiksemate proovidega keerukamaid teste, säästes väärtuslikku aega ja ressursse.
Biokiipide tüübid
Biokiibid on seadmed, mis sisaldavad mitmesuguseid mikroskoopilisi andureid, mis on võimelised tuvastama ja analüüsima bioloogilist teavet. Biokiipe on mitut tüüpi, millest igaühel on oma rakendus ja tehnoloogia.
Mikrokiip
Microarray on teatud tüüpi biokiip, mis sisaldab suurel hulgal DNA- või valgusonde tahkel pinnal. Seda kasutatakse geeniekspressiooni mõõtmiseks, geneetiliste mutatsioonide tuvastamiseks ja spetsiifiliste valkude tuvastamiseks. DNA mikrokiipe kasutatakse sageli genoomika ja proteoomika uuringutes.
DNA biokiip
DNA biokiibid on sarnased mikrokiipidega, kuid neid kasutatakse spetsiifiliste DNA järjestuste tuvastamiseks. Neid kasutatakse sageli sellistes diagnostilistes rakendustes nagu isaduse testimine ja geneetiliste haiguste tuvastamine.
Proteiini biokiip
Valgu biokiipe kasutatakse spetsiifiliste valkude tuvastamiseks bioloogilistes proovides. Neid kasutatakse sageli proteoomika uuringutes ja meditsiinilises diagnostikas.
GeneChip
GeneChip on teatud tüüpi biokiip, mis sisaldab inimese geenidele spetsiifilisi DNA-sonde. Seda kasutatakse geneetiliste haiguste diagnoosimiseks ja geneetiliste variantide tuvastamiseks.
DNA andurid
DNA andurid on biokiibid, mis tuvastavad spetsiifilisi DNA järjestusi. Neid kasutatakse sageli diagnostilistes rakendustes, nagu isaduse testimine ja geneetiliste haiguste tuvastamine.
Microfluidics digitaalsed biokiibid
Digitaalseid mikrofluidika biokiipe kasutatakse vedelike töötlemiseks mikroskoopilisel skaalal. Neid kasutatakse sageli sellistes diagnostilistes rakendustes nagu kiirdiagnostika testid ja bioloogiliste proovide analüüs.
Biokiibi rakendused
Biokiipe kasutatakse laialdaselt erinevates rakendustes, alates geeniuuringutest kuni bioterrorismi tuvastamiseni. Nad on võimelised salvestama ja töötlema teavet rakkude, valkude ja geenide kohta, muutes need väärtuslikuks vahendiks haiguste diagnoosimisel ja ravimite väljatöötamisel.
Biokiipe kasutatakse ka vähiuuringutes, mis võimaldavad tuvastada haigusega seotud valke ja geene. Nad on võimelised tuvastama muutusi geeniekspressiooni tasemetes, võimaldades tuvastada uusi terapeutilisi sihtmärke.
Lisaks kasutatakse biokiipe laialdaselt immunoanalüüsides, nagu immunofluorestsentsi ja immunohistokeemia testid. Neid analüüse kasutatakse haiguste diagnoosimiseks ja ravivastuse jälgimiseks.
Biokiipe kasutatakse ka kliinilistes diagnostikarakendustes, mis võimaldavad tuvastada nakkus- ja geneetilisi haigusi. Nad on võimelised tuvastama spetsiifilisi antikehi ja antigeene, võimaldades varakult diagnoosida ja sobivat ravi.
Lisaks kasutatakse biokiipe molekulaarbioloogia rakendustes, nagu nukleiinhapete hübridisatsioon ja proteoomika analüüs. Nad on võimelised tuvastama spetsiifilise RNA ja valkude olemasolu, võimaldades tuvastada terapeutilisi sihtmärke ja analüüsida raku signaaliülekande radu.
