生物芯片研究现状及其在生物医学领域中的应用

吴伟颖

贵州医科大学神奇民族医药学院 550001 摘要：当前的生物芯片技术与很多学科的领域都有关，它能够将 DNA 、 RNA 以及蛋白质等一些生物分子，使其不连续的、离散的分析整个过程结合在一起来即兴样品的预处理以亲和结合反应还有信号监测的一些过程，能够进行对多种生物分子的高通量检测分析。 关键词：生物芯片；研究现状；生物医学；应用 引言：生物芯片技术在很多领域的应用前景都非常广阔，比如：蛋白质组学；基因组学科研等。本文主要对生物芯片研究现状及其在生物医学领域当中的应用进行分析和探讨。 一、生物芯片的分类 对于生物芯片从其种类上进行了划分 , 我们可以将其细胞膜划分成两类 , 一类被称为固态生物芯片 , 另一类则被称为液态生物芯片。如果继续被划分一段时间下去 , 根据等待检测物质的组成与种类来对其进行划分区别 , 还是可以把等待检测到的固态生物芯片再细分成两类 , 一类为蛋白质芯片 , 另一类则被划分为基因芯片。另外 , 液态生物芯片的技术 , 它主要目的就是将一个微球的表面作为其支撑体 , 最初 , 微球的液态生物芯片是由美国相关科研公司而自主研发出来的。对其根据各个芯片的结构及它的主要制造特征 , 能够把它们划分为微点阵生物芯片 , 微点阵生物芯片还有另外一种称呼叫做阵列生物芯片，还可以分成微流路生物芯片与芯片实验室。除此之外，如果根据生物芯片的编码的原理来分类，还可以分成固态平面坐标编码生物芯片、微球颜色编码液态生物芯片与微球阻抗编码液态生物芯片。 二、生物芯片的研究现状 在生物芯片的领域当中，其中固态生物芯片的原理比较简单一些，而且其研究的技术也比较先进和成熟，国内外对其的研究更注重在其应用领域的新产品开发，而且对其的研究还获得了很高的效益。我国的相关有限研究公司研发出了多重等位基因特异性 PCR 通用芯片，利用这种芯片能够在 5 个小时之内来进行和遗传性耳聋有关的 4 个种类的基因检查。 最早的液态生物芯片把流式技术、数字信号处理以及传统的化学技术结合在了一起，因此而获得了奖项。在近些年来，各国的科学家对其进行深入的研究， 使得微球荧光颜色编码液态生物芯片技术的性能变得更加的成熟，而且这也是当前国内和国外相关研究领域非常注重的话题。

三、工作原理分析

这种类型的生物芯片主要由两个部分组成，分别是诊断试剂盒还有相应的检测设备。其原理如下：荧光颜色呈现不同的微球，会针对待测物质展开编码，其探针荧光强度，会呈现出需要检查物质的实际含量，相关工作人员借助读取判断、检测设备以及分析系统，便可以达到自动化分析的效果。

生物医学领域的具有应用

检测抗体类物质

对自身的某些抗体进行检测，针对进行关于自身免疫性的相关疾病诊断具十分重要。通过这一技术，能够对人类脑脊液以及血清当中的lgM抗体进行检测，相比运用ELISA法这一技术不需要使用过多的血清以及脑脊液，最重要的是会进一步提高测定速度。同时，这种技术还984份标本当中的抗SSA、S等抗体进行检测，最终检测结果表明能够对比ELISA技术。

定量检测抗原类物质

无论是微生物体还是细胞因子等均从属在抗原类物质范围内，有关学者通过采取液相芯片技术，可以一起检测新生婴儿血游离TSH以及4(T4)，最终得到的效果较为理想。这种液技术还可以检测受到刺激之后的细胞因子，这些因子是来自外周血单核细的，同ELISA法之间具有很理想的相关性。

检测核酸类物质

通过对微生物一些特异的RNA或者是DNA进行检侧，针对机体来讲，其可以较好提示感染了哪种微生物。与此同时，对其内部基因出现改变的情况展开有效检测，能够起到预警以及诊断的目的。例如Diaz等研究人员，对于捕获不同种属马拉色菌的特异DNA设计16种探针，而且将其和相应的荧光颜色微球上进行共价结合，能够精准鉴定马拉色菌属。另外，这种技术还能够检测癌症不同分类的微小RNA表达谱，据相关检测结果证实相比固相芯片，在线性范围、准确性等相关方面都具有显著优势。

性能评价简述

这种生物芯片的优势主要体现在以下几点：（1）优良的重复性；（2）速度较快；（3）优良的灵活性；（4）较宽的线性范围。至于这中生物芯片的缺点，主要体现在：（1）造价较高；（2）若涉及Ig特异性抗体的检测，检测背景信号可能会过高；（3）针对检测设备提出较为严苛的技术要求。
四、研究前景
微球阻抗编码液态生物芯片的设计工作原理主要有以下几个方面:第一,不一样的阻抗编码不同的待测物质;二,阻抗物在表面上的荧光强度差异地说明着不一样的等离子体中所能被检测得到的化学物质;第三,处理后的微球可以直接利用微球的阻抗对其进行检测以及针对微球的各种表面荧光信号的浓度和强度进行检测,通过不一样的方法对微球的阻抗进行了编码预存和即将要被检测的化学物质之间的联系和浓度标准品和微球的荧光强度之间的联系,从而在理论上来说能够有效地针对成百上千、成千上万乃至更多的检测即把被检出来的化学品作为平行检验的目标。

除了我们能够对微球的荧光颜色做好相应编码标记之外,也有能够将微球的另外一些特点进行编码,微球的阻抗编码技术以其本身具有充分的原创性,目前我国已经对其产品进行了相应的知识产权保护,从理论上来说,微球的阻抗编码液态生物芯片在很多方面甚至比微球的荧光颜色要简单一些编码液态生物芯片更加优异,但是就目前的市场形势而言，还需要相关的研究领域对其不断的研究与开发。
参考文献：
[1]王占科,雷万生,常津.生物芯片研究现状及其在生物医学领域中的应用[J].解放军医学杂志,2011,36(05):545-546.