El primer biochip va ser inventat per una empresa nord-americana, a saber, Affymetrix, i el producte d'aquesta empresa és GeneChip (microarrays d'ADN). Aquests productes comprenen el nombre de sensors d’ADN individuals que s’utilitzen per detectar defectes. El biochip té un paper essencial en el camp de la investigació en biologia, com la biologia de sistemes i la biologia de les malalties, mentre que el nombre d'aplicacions clíniques augmenta. És un conjunt de microarrays que es col·loquen sobre una superfície forta d’un substrat per permetre que es facin milers de reaccions en menys temps. El desenvolupament del biochip inclou principalment la combinació de biologia molecular, bioquímica i genètica. Els biochips s’utilitzen per analitzar molècules orgàniques connectades amb un organisme viu. En aquest article es parla de què és el tipus de biochip, biochips i els seus usos , desavantatges i les seves aplicacions.
Què és un biochip?
Un biochip és un conjunt de microarrays disminuïts que es col·loquen sobre un substrat fort que permet executar molts experiments al mateix temps per obtenir un rendiment elevat en menys temps. Aquest dispositiu conté milions d'elements de sensor o biosensors . No com els microxips, no són dispositius electrònics. Tots i cada biochip es poden considerar com un microreactor que pot detectar un analit concret com un enzim, proteïna, ADN, molècula biològica o anticòs. La funció principal d’aquest xip és realitzar centenars de reaccions biològiques en pocs segons, com els gens descodificadors (una seqüència d’ADN).
Biochip
Principi de treball d'un biochip:
El funcionament de Biochip inclou principalment els següents passos.
- Pas 1: L'operador genera un camp electromagnètic de baixa potència a través de senyals de ràdio
- Pas 2: s'activa el biochip fix
- Pas 3: el xip activat transmet el codi d’identificació invers a l’operador mitjançant senyals de ràdio
- Pas 4: el lector reforça el codi rebut per canviar-lo en forma digital i finalment l'exhibeix a la pantalla LCD.
Components dels Bioxips
El Biochip comprèn dos components: el transpondedor i el lector.
Components dels Bioxips
1) Transpondedor
Els transponders són de dos tipus: transpondedor actiu i transpondedor passiu. Es tracta d’un transpondedor passiu que significa que no conté cap energia ni bateria pròpia, mentre que en passiu no està actiu fins que l’operador l’activa donant-li una baixa càrrega elèctrica. Aquest transpondedor consta de quatre parts, com ara bobina d'antena, microxip d'ordinador, càpsula de vidre i un condensador de sintonització.
- El microxip d’ordinador emmagatzema un número d’identificació únic (UID) que oscil·la entre els 10 dígits i els 15 dígits.
- La bobina de l’antena és molt petita, primitiva i d’aquest tipus antena s’utilitza per enviar i rebre els senyals de l’escàner o del lector.
- La càrrega del condensador de sintonia es pot fer amb el petit senyal, és a dir, 1/1000 de watt que l'operador envia.
- La càpsula de vidre sosté la bobina de l’antena, condensador , i microxip, i està fabricat amb un material biocompatible, és a dir, el vidre de calç refrescant.
2) Lector
El lector es compon d'una bobina, a saber, 'excitador' i forma un camp electromagnètic a través de senyals de ràdio. Ofereix l’energia necessària (<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.
Tipus de bioxips
Hi ha tres tipus de biochips disponibles: microarrays d’ADN, xips microfluídics i microarrays de proteïnes.
Tipus de bioxips
1) Microarray d’ADN
Un microarray d’ADN o biochip d’ADN és un conjunt de petites taques d’ADN fixades a una superfície forta. Un investigador utilitza per calcular els nivells d’expressió d’un gran nombre de gens. Cada marca d’ADN comprèn picomoles de gens particulars que s’anomenen sondes. Aquests poden ser un segment curt d’un material genètic en situacions d’alta rigidesa. Normalment, la hibridació sonda-diana s’observa i es compta mitjançant el reconeixement d’objectius marcats amb fluoròfor o quimioluminescència per decidir la quantitat relativa de sèries d’àcids nucleics a l’objectiu. Les matrius innovadores d’àcid nucleic eren matrius macro d’uns 9 cm x 12 cm i l’anàlisi basada en icones inicialment automatitzat es va publicar l’any 1981.
2) Xip microfluídic
Els biochips microfluídics o lab-on-a-chip són una opció per als laboratoris bioquímics habituals i estan transformant diverses aplicacions com l’anàlisi d’ADN, els procediments de biologia molecular, la proteòmica, que es coneix com l’estudi de les proteïnes i el diagnòstic de malalties (patologia clínica). Aquests xips són cada vegada més complexos mitjançant l’ús de 1000 components, però aquests components es dissenyen físicament com a pla personalitzat de baix a dalt, que és una plantilla molt gran.
3) Microarrays de proteïnes
S’utilitza un mètode de microarrays de proteïnes o xips de proteïnes per seguir les accions i les connexions de proteïnes i conèixer la seva funció a gran escala. El principal avantatge del microarray de proteïnes és que podem fer un seguiment d’un gran nombre de proteïnes en paral·lel. Aquest xip de proteïna consta d’una superfície per suportar com a placa de microtitres o perles, membrana de nitrocel·lulosa, el portaobjectes. Són automatitzats, ràpids, econòmics, molt sensibles, consumeixen menys quantitat de mostres. La primera metodologia de xips de proteïnes es va introduir en microarrays d’anticossos de publicació científica l’any 1983. La tecnologia darrere d’aquest xip va ser bastant fàcil de desenvolupar per a microarrays d’ADN, que s’han convertit en els microarrays més utilitzats.
Avantatges i desavantatges dels biochips
Els avantatges de biochip inclou el següent.
- El biochip s’utilitza per rescatar malalts
- Molt petit, potent i ràpid.
- Els biochips són útils per trobar les persones perdudes
- Els biochips es poden utilitzar per identificar les persones individualment
- Els biochips realitzen milers de reaccions biològiques en pocs segons.
Els desavantatges del biochip inclouen els següents.
- Els biochips són cars
- El biochip planteja problemes perillosos de privadesa individual.
- El biochip marca la fi de la llibertat i el respecte a si mateix de l’ésser humà.
- Hi haurà la possibilitat de convertir cada persona en una persona controlada
- Els biochips es poden fixar al cos de l’ésser humà sense la seva interferència.
Sol·licituds de biochips
Les aplicacions del biochip inclouen les següents.
- Mitjançant l’ús d’aquest xip podem rastrejar una persona o un animal a qualsevol part del món.
- Aquest xip s'utilitza per emmagatzemar i actualitzar la informació d'una persona, com ara dades mèdiques i financeres.
- Un biochip condueix a sistemes de comerç electrònic segurs
- Aquests xips són efectius per restaurar els registres mèdics, en efectiu, passaport, etc.
- El biochip es pot aplicar en el camp mèdic com a sensor de PA, detector de glucosa i sensor d’oxigen.
A partir de la informació comentada anteriorment, podem concloure que els biochips són precisos, ràpids i miniaturitzats. L'espai del biochip es troba a la intersecció entre fabricació de xips, biologia de molècules, genòmica i processament de senyals . El mercat dels biochips i les seves aplicacions s'ha incrementat en diverses regions bàsiques de recerca. Aquí teniu una pregunta, què és el definició de biochip ?
