生物芯片技術在包裝中的應用研究(1)
?。壅?生物芯片技術作為生物技術發(fā)展的一個最新領域,近十年來,已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的一個熱點,在許多行業(yè)中都有不同程度的應用。本文著重介紹了生物芯片的概念、原理、結構和應用方法,針對不同生物芯片的特點,分析了其在包裝技術中的不同應用方法。并對生物芯片在包裝中的應用進行了展望。
?。坳P鍵詞] 生物芯片 包裝 包裝檢測
1 前言
包裝技術是涉及材料、機械、化學、生物等多學科的一門綜合性技術。各門學科的發(fā)展都將對其產(chǎn)生重要影響。二十一世紀是生物技術飛速發(fā)展的時代,包裝技術的發(fā)展也應跟隨生物技術的發(fā)展進程,吸收生物技術的最新研究成果,形成新型包裝技術和研究方法,給包裝技術帶來新的發(fā)展活力。
生物芯片技術是二十世紀八十年代末才發(fā)展起來的一項新技術。它將生命的化學過程轉(zhuǎn)化為一種可控制的靜態(tài)形式,對這種形式的表現(xiàn)結果用計算機進行檢測、分析。生物芯片中最早實現(xiàn)商品化的是DNA芯片。生物芯片不僅在高通量基因測序、基因表達研究中已經(jīng)發(fā)揮了重要作用,也將在后基因組時代研究蛋白質(zhì)功能及蛋白質(zhì)間、蛋白質(zhì)與DNA間的相互作用方面發(fā)揮極其重要的作用。生物芯片技術是生命科學研究中繼克隆技術、基因自動測序技術、PCR技術后的又一次技術突破。本文就這一技術在包裝領域的可能應用范圍做些分析和探討。
2 生物芯片技術簡介
2.1 生物芯片概念
生物芯片(Biochip)是指在面積不大的基片表面(玻璃、硅片等)上有序地點陣排列上可尋址的識別分子,在特定條件下與目的分子進行結合或反應,其反應結果用同位素法,化學熒光法、化學發(fā)光法或酶標法顯示,然后用精密的掃描儀記錄,最后通過計算機軟件分析,綜合成可讀的IC信息。
生物芯片的概念來自于計算機芯片,發(fā)展至今不過20年左右,但進展神速。由于最初的生物芯片主要目標是用于DNA序列的測定及基因表達譜鑒定和基因突變體的檢測和分析,所以它又被稱為DNA芯片或基因芯片。除了基因芯片,還有蛋白質(zhì)芯片,它主要應用在免疫反應、受體結合等非核酸領域,所以現(xiàn)在改稱生物芯片更符合發(fā)展的趨勢。
圖1 生物芯片實樣
圖2 生物芯片信號掃描圖
2.2 P 生物芯片技術原理
生物芯片分析的實質(zhì)是在面積不大的基片表面上有序地點陣排列了一系列固定于一定位置的可尋址的生物識別分子,這些分子可與其他外源分子發(fā)生選擇性反應。反應結果可用同位素法、化學熒光法、化學發(fā)光法或酶標法顯示,然后用精密的芯片掃描儀,通過計算機進行數(shù)據(jù)處理分析,再綜合成可判讀的信息。
該系統(tǒng)是在同一個生物反應底物板上包含多個相對獨立反應位的固態(tài)物理學原理的設備,并且反應位之間遇分析物時呈惰性。如圖3所示,其構造如下:
1生物芯片反應底物的選擇----生物芯片反應底物的表面必需確保穩(wěn)定,并適于活化。
2生物芯片反應表面的激活----生物芯片反應表面由一個相應的配套程序激活,使配位體能精確地附著于相對獨立的檢測反應位點上。對生物芯片反應表面活性的評定由一系列分析程序執(zhí)行完成。
3依附于生物芯片反應表面的配位體;配位體被固定在相對獨立的檢測反應位點上,并由最佳抗體定向決定。