バイオチップとは何ですか、そしてバイオチップの種類

最初のバイオチップはアメリカの会社Affymetrixによって発明され、この会社の製品はGeneChip（DNAマイクロアレイ）です。これらの製品は、欠陥の検知に使用される個々のDNAセンサーの数で構成されています。バイオチップは、臨床応用の数が増加している一方で、システム生物学や疾患生物学などの生物学研究の分野で重要な役割を果たしています。これは、基板の強力な表面に配置されたマイクロアレイのセットであり、数千の反応をより短い時間で実行できるようにします。バイオチップの開発には、主に分子生物学、生化学、遺伝学の組み合わせが含まれます。バイオチップは、生物に関連する有機分子を分析するために使用されます。この記事では、バイオチップとは何か、種類、バイオチップとその使用法について説明します。 、不利な点、およびそのアプリケーション。

バイオチップとは何ですか？

バイオチップは、強力な基板上に配置された一連の縮小されたマイクロアレイであり、多くの実験を同時に実行して、より短い時間で高スループットを実現できます。このデバイスには、数百万のセンサー要素またはバイオセンサーが含まれています。マイクロチップとは異なり、これらは電子デバイスではありません。すべてのバイオチップは、酵素、タンパク質、DNA、生体分子、抗体などの特定の分析物を検出できるマイクロリアクターと見なすことができます。このチップの主な機能は、遺伝子（DNAのシーケンス）をデコードするように、数秒で数百の生物学的反応を実行することです。

バイオチップの動作原理：

バイオチップの機能には、主に次の手順が含まれます。

1. ステップ1：オペレーターは、無線信号を介して低電力の電磁界を生成します
2. ステップ2：固定バイオチップがオンになります
3. ステップ3：アクティブ化されたチップは、無線信号を介して識別コードをオペレーターに逆に送信します
4. ステップ4：リーダーは、受信したコードを強化してデジタル形式に変更し、最終的にLCDに表示します。

BioChipsのコンポーネント

バイオチップは、トランスポンダーとリーダーの2つのコンポーネントで構成されています。

1）トランスポンダー

トランスポンダには、アクティブトランスポンダとパッシブトランスポンダの2つのタイプがあります。これはパッシブトランスポンダーです。つまり、それ自体のエネルギーやバッテリーは含まれていませんが、パッシブでは、オペレーターが低電荷を与えてアクティブにするまでアクティブになりません。このトランスポンダは、アンテナコイル、コンピュータマイクロチップ、ガラスカプセル、チューニングコンデンサの4つの部分で構成されています。

• コンピューターマイクロチップは、10桁から15桁の長さの一意の識別（UID）番号を格納します。
• アンテナコイルは非常に小さく、原始的であり、このタイプのアンテナは、スキャナーまたはリーダーとの間で信号を送受信するために使用されます。
• チューニングコンデンサの充電は、オペレーターから送信される1/1000ワットの小信号で行うことができます。
• ガラスカプセルはアンテナコイル、コンデンサ、マイクロチップを保持し、生体適合性のある材料、つまりソーダライムガラスで作られています。

2）リーダー

リーダーはコイル、つまり「エキサイター」で構成され、無線信号を介して電磁界を形成します。バイオチップを活性化するために必要なエネルギー（<1/1000ワット）を提供します。リーダーは、励起された埋め込み型バイオチップから返送されたID番号または送信コードを受信するための受信コイルを搭載しています。

バイオチップの種類

利用可能なバイオチップには、DNAマイクロアレイ、マイクロ流体チップ、タンパク質マイクロアレイの3種類があります。

1）DNAマイクロアレイ

DNAマイクロアレイまたはDNAバイオチップは、強い表面に固定された小さなDNAスポットのセットです。研究者は、多数の遺伝子の発現レベルを計算するために利用します。すべてのDNAマークは、プローブと呼ばれる特定の遺伝子のピコモルで構成されています。これらは、高剛性の状況下では遺伝物質の短いセグメントである可能性があります。通常、プローブ-ターゲットハイブリダイゼーションは、ターゲット内の核酸系列の相対量を決定するために、フルオロフォアまたは化学発光標識ターゲットの認識によって認識およびカウントされます。核酸の革新的なアレイは約9cm X 12 cmのマクロアレイであり、最初に自動化されたアイコンベースの分析は1981年に公開されました。

2）マイクロ流体チップ

マイクロ流体バイオチップまたはラボオンチップは、通常の生化学実験室の選択肢であり、DNA分析、分子生物学の手順、研究として知られているプロテオミクスなどのいくつかのアプリケーションを変革していますタンパク質の分析と病気の診断（臨床病理学）。これらのチップは、数千のコンポーネントを使用することでより複雑になっていますが、これらのコンポーネントは、物理的にボトムアップのフルカスタムプランと呼ばれるように設計されており、非常に大きな労働力です。

3）タンパク質マイクロアレイ

タンパク質マイクロアレイまたはタンパク質チップ法を使用して、タンパク質の作用と接続を追跡し、それらの機能を大規模に調べます。タンパク質マイクロアレイの主な利点は、多数のタンパク質を並行して追跡できることです。このタンパク質チップは、マイクロタイタープレートやビーズ、ニトロセルロースメンブレン、スライドガラスなどをサポートするための表面で構成されています。これらは自動化され、迅速で、経済的で、非常に感度が高く、サンプルの消費量が少なくなります。タンパク質チップの最初の方法論は、1983年に科学出版物の抗体マイクロアレイに導入されました。このチップの背後にある技術は、最も一般的に使用されるマイクロアレイに変わったDNAマイクロアレイ用に開発するのは非常に簡単でした。

バイオチップの長所と短所

バイオチップの利点は次のとおりです。

• バイオチップは病人を救助するために使用されます
• サイズが非常に小さく、強力で高速です。
• バイオチップは失われた人々を見つけるのに役立ちます
• バイオチップを使用して、個人を個別に識別することができます
• バイオチップは、数秒で何千もの生物学的反応を実行します。

バイオチップの欠点は次のとおりです。

• バイオチップは高価です
• バイオチップは個人のプライバシーに関する危険な問題を引き起こします。
• バイオチップは、人間の自由と自尊心の終わりを示しています。
• すべての人を管理された人に変えるチャンスがあります
• バイオチップは、干渉することなく人体に固定できます。

バイオチップアプリケーション

バイオチップの用途には次のものがあります。

• このチップを使用することで、世界中のどこにいても人や動物を追跡できます。
• このチップは、医療財政や人口統計などの人物の情報を保存および更新するために使用されます。
• バイオチップは安全なEコマースシステムにつながります
• これらのチップは、医療、現金、パスポートなどの記録を復元するのに効果的です。
• バイオチップは、BPセンサー、グルコース検出器、および酸素センサーとして医療分野に適用できます。

最後に、上記の情報から、バイオチップは正確で、高速で、小型化されていると結論付けることができます。バイオチップの分野は、チップ製造、分子生物学、ゲノミクス、信号処理の交差点にあります。バイオチップとその応用の市場は、多くの主要な研究地域で拡大しています。ここにあなたへの質問があります、バイオチップの定義は何ですか ？