Was ist ein BioChip und Arten von BioChips

Der erste Biochip wurde von einer amerikanischen Firma namens Affymetrix erfunden, und das Produkt dieser Firma ist GeneChip (DNA Microarrays). Diese Produkte umfassen die Anzahl einzelner DNA-Sensoren, die zur Erkennung von Defekten verwendet werden. Biochips spielen eine wesentliche Rolle im Bereich der Biologieforschung wie der Systembiologie sowie der Krankheitsbiologie, während die Zahl der klinischen Anwendungen steigt. Es handelt sich um eine Reihe von Mikroarrays, die auf einer starken Oberfläche eines Substrats platziert werden, um Tausende von Reaktionen in kürzerer Zeit durchzuführen. Die Entwicklung von Biochips umfasst hauptsächlich die Kombination von Molekularbiologie, Biochemie und Genetik. Biochips werden zur Analyse organischer Moleküle verwendet, die mit einem lebenden Organismus verbunden sind. In diesem Artikel werden Biochips, Typen, Biochips und ihre Verwendung beschrieben , Nachteile und ihre Anwendungen.

Was ist ein Biochip?

Ein Biochip ist ein Satz verkleinerter Mikroarrays, die auf einem starken Substrat platziert werden, wodurch viele Experimente gleichzeitig ausgeführt werden können, um einen hohen Durchsatz in kürzerer Zeit zu erzielen. Dieses Gerät enthält Millionen von Sensorelementen oder Biosensoren. Im Gegensatz zu Mikrochips sind dies keine elektronischen Geräte. Jeder einzelne Biochip kann als Mikroreaktor betrachtet werden, der einen bestimmten Analyten wie ein Enzym, ein Protein, eine DNA, ein biologisches Molekül oder einen Antikörper nachweisen kann. Die Hauptfunktion dieses Chips besteht darin, in wenigen Sekunden Hunderte von biologischen Reaktionen durchzuführen, wie zum Beispiel die Entschlüsselung von Genen (einer DNA-Sequenz).

Funktionsprinzip eines Biochips:

Die Funktionsweise von Biochip umfasst hauptsächlich die folgenden Schritte.

1. Schritt 1:Der Bediener erzeugt durch Funksignale ein elektromagnetisches Feld geringer Leistung
2. Schritt 2:Der fixierte Biochip wird eingeschaltet
3. Schritt 3:Der aktivierte Chip überträgt den Identifikationscode umgekehrt per Funk an den Bediener
4. Schritt 4:Der Reader verstärkt den empfangenen Code, um ihn in digitale Form umzuwandeln und zeigt ihn schließlich auf dem LCD an.

Komponenten von BioChips

Der Biochip besteht aus zwei Komponenten, nämlich dem Transponder sowie dem Lesegerät.

1) Transponder

Transponder sind zwei Arten, nämlich aktive Transponder und passive Transponder. Dies ist ein passiver Transponder, was bedeutet, dass er keine eigene Energie oder Batterie enthält, während er im passiven Modus nicht aktiv ist, bis der Bediener ihn durch eine geringe elektrische Ladung aktiviert. Dieser Transponder besteht aus vier Teilen wie Antennenspule, Computer-Mikrochip, Glaskapsel und einem Abstimmkondensator.

• Der Computer-Mikrochip speichert eine eindeutige Identifikationsnummer (UID) mit einer Länge von 10 bis 15 Stellen.
• Die Antennenspule ist sehr klein, primitiv und diese Art von Antenne wird verwendet, um die Signale vom Scanner oder Lesegerät zu senden und zu empfangen.
• Das Aufladen des Abstimmkondensators kann mit dem Kleinsignal erfolgen, d. h. 1/1000 Watt, das vom Betreiber gesendet wird.
• Die Glaskapsel enthält die Antennenspule, den Kondensator und den Mikrochip und besteht aus einem biokompatiblen Material, nämlich Natronkalkglas.

2) Leser

Das Lesegerät besteht aus einer Spule, nämlich „Erreger“ und bildet durch Funksignale ein elektromagnetisches Feld. Es bietet die erforderliche Energie (<1/1000 Watt) um den Biochip zu aktivieren. Das Lesegerät trägt eine Empfangsspule zum Empfangen der ID-Nummer oder des übertragenen Codes, der vom angeregten implantierten Biochip zurückgesendet wird.

Arten von BioChips

Es gibt drei Arten von Biochips, nämlich DNA-Mikroarray, Mikrofluidik-Chip und Protein-Mikroarray.

1) DNA-Mikroarray

Ein DNA-Mikroarray oder ein DNA-Biochip ist ein Satz winziger DNA-Punkte, die auf einer starken Oberfläche befestigt sind. Ein Forscher verwendet, um die Expressionsniveaus für eine große Anzahl von Genen zu berechnen. Jede DNA-Markierung umfasst Picomole bestimmter Gene, die als Sonden bezeichnet werden. Dies kann ein kurzes Segment eines genetischen Materials in Situationen mit hoher Starrheit sein. Normalerweise wird die Sonden-Target-Hybridisierung durch Erkennung von Fluorophor- oder Chemilumineszenz-markierten Zielen bemerkt und gezählt, um die relative Menge der Nukleinsäurereihen im Ziel zu bestimmen. Innovative Nukleinsäure-Arrays waren Makro-Arrays mit einer Größe von etwa 9 cm x 12 cm, und die anfänglich automatisierte Analyse auf Symbolbasis wurde im Jahr 1981 veröffentlicht.

2) Mikrofluidischer Chip

Mikrofluidische Biochips oder Lab-on-a-Chip sind eine Alternative zu herkömmlichen biochemischen Labors und verändern verschiedene Anwendungen wie DNA-Analyse, molekularbiologische Verfahren und Proteomik, die als Studie bekannt ist von Proteinen und Diagnostik von Krankheiten (klinische Pathologie). Diese Chips werden durch die Verwendung von Tausenden von Komponenten immer komplexer, aber diese Komponenten werden physisch als Bottom-Up-Full-Custom-Plan bezeichnet, was eine sehr große Belegschaft darstellt.

3) Protein Microarray

Ein Protein-Microarray- oder Protein-Chip-Verfahren wird verwendet, um die Aktionen sowie Verbindungen von Proteinen zu verfolgen und ihre Funktion im großen Maßstab herauszufinden. Der Hauptvorteil von Protein-Mikroarrays besteht darin, dass wir eine große Anzahl von Proteinen parallel verfolgen können. Dieser Proteinchip besteht aus einer Oberfläche zum Abstützen des Glasobjektträgers wie einer Mikrotiterplatte oder einer Perle, einer Nitrozellulosemembran. Diese sind automatisiert, schnell, wirtschaftlich, sehr empfindlich, verbrauchen weniger Proben. Die erste Methodik von Proteinchips wurde in Antikörper-Mikroarrays der wissenschaftlichen Veröffentlichung im Jahr 1983 eingeführt. Die Technologie hinter diesem Chip war recht einfach für DNA-Mikroarrays zu entwickeln, die sich zu den am häufigsten verwendeten Mikroarrays entwickelt haben.

Vor- und Nachteile von Biochips

Die Vorteile von Biochips umfassen die folgenden.

• Der Biochip wird verwendet, um Kranke zu retten
• Sehr klein, leistungsstark und schneller.
• Biochips sind nützlich, um die verlorenen Menschen zu finden
• Biochips können verwendet werden, um die Personen individuell zu identifizieren
• Biochips führen in wenigen Sekunden Tausende von biologischen Reaktionen durch.

Zu den Nachteilen von Biochips gehören die folgenden.

• Biochips sind teuer
• Biochip wirft gefährliche Probleme der Privatsphäre des Einzelnen auf.
• Biochip markiert das Ende der menschlichen Freiheit und Selbstachtung.
• Es besteht die Möglichkeit, jede Person in eine kontrollierte Person zu verwandeln
• Biochips können ohne Störungen im Körper des Menschen befestigt werden.

Biochip-Anwendungen

Die Anwendungen von Biochips umfassen Folgendes.

• Mit diesem Chip können wir eine Person oder ein Tier überall auf der Welt aufspüren.
• Dieser Chip wird verwendet, um die Informationen einer Person wie medizinische Finanzdaten und demografische Daten zu speichern und zu aktualisieren.
• Ein Biochip führt zu sicheren E-Commerce-Systemen
• Diese Chips sind effektiv bei der Wiederherstellung von medizinischen Aufzeichnungen, Bargeld, Reisepässen usw.
• Der Biochip kann im medizinischen Bereich als Blutdrucksensor, Glukosedetektor und Sauerstoffsensor eingesetzt werden.

Aus den oben diskutierten Informationen können wir schließlich schließen, dass Biochips genau, schnell und miniaturisiert sind. Der Biochip-Raum liegt an der Schnittstelle zwischen Chipherstellung, Molekülbiologie, Genomik und Signalverarbeitung. Der Markt für Biochips und deren Anwendungen wurde in mehreren Kernforschungsregionen ausgebaut. Hier ist eine Frage an Sie, was ist die Biochip-Definition ?