第五卷 展翅 生物芯片
英文名稱：
biochip
定義1：
一種晶片技術，即藉助微加工和微電子技術。將大量已知序列的核酸或蛋白質片段有序地組合在一個微小基片表面,透過與標記的核酸或蛋白質分子進行反應，分析待檢標本的相應成分。
所屬學科：
免疫學（一級學科）；應用免疫（二級學科）；免疫學檢測和診斷（三級學科）
定義：
廣義的生物芯片指一切採用生物技術製備或應用於生物技術的微處理器。包括用於研製生物計算機的生物芯片、將健康細胞與電子積體電路結合起來的仿生晶片、縮微化的實驗室即晶片實驗室以及利用生物分子相互間的特異識別作用進行生物信號處理的基因芯片、蛋白質晶片、細胞晶片和組織晶片等。狹義的生物芯片就是微陣列，包括基因芯片、蛋白質晶片、細胞晶片和組織晶片等。
所屬學科：
生物化學與分子生物學（一級學科）；方法與技術（二級學科）
定義：
廣義的生物芯片指一切採用生物技術製備或應用於生物技術的微處理器。包括用於研製生物計算機的生物芯片，將健康細胞與電子積體電路結合起來的仿生晶片，縮微化的實驗室即晶片實驗室以及利用生物分子相互間的特異識別作用進行生物信號處理的基因芯片、蛋白質晶片、細胞晶片和組織晶片等。狹義的生物芯片就是微陣列，包括基因芯片、蛋白質晶片、細胞晶片和組織晶片等。
生物芯片技術起源於核酸分子雜交。所謂生物芯片一般指高密度固定在互相支持介質上的生物資訊分子（如基因片段、CDNA片段或多肽、蛋白質）的微陣列雜交型晶片（micro-arrays），陣列中每個分子的序列及位置都是已知的，並且是預先設定好的序列點陣。微流控晶片（microfluidicchips）和液態生物芯片是比微陣列晶片後發展的生物芯片新技術，生物芯片技術是系統生物技術的基本內容。
什麼是生物芯片呢？簡單說，生物芯片就是在一塊玻璃片、矽片、尼龍膜等材料上放上生物樣品，然後由一
像花布一樣五彩斑斕的生物芯片
種儀器收集訊號，用計算機分析資料結果。
像花布一樣五彩斑斕的生物芯片人們可能很容易把生物芯片與電
子晶片聯絡起來，雖然，生物芯片和電子晶片確實有著千絲萬縷的聯絡，但它們是完全不同的兩種東西。生物芯片並不等同於電子晶片，只是借用概念，它的原名叫“核酸微陣列”，因為它上面的反應是在交叉的縱列中所發生。
晶片的概念取之於整合的概念，如電子晶片的意思就是把大的東西變成小的東西，整合在一起。生物芯片也是整合，不過是生物材料的整合。像實驗室檢測一樣，在生物芯片上檢查血糖、蛋白、酶活性等，是基於同樣的生物反應原理。所以生物芯片就是一個載體平臺。這個平臺的材料則有很多種，如矽，玻璃，膜（纖維素膜）等，還有一些三維結構的多聚體，平臺上則密密麻麻地擺滿了各種生物材料。晶片只是一個載體。做什麼東西、檢測什麼，還是靠生物學家來完成。也就是說，原來要在很大的實驗室中需要很多個試管的反應，現在被移至一張晶片上同時發生了。
生物芯片雖然只有10多年的歷史，但包含的種類較多，分類方式和種類也沒有完全的統一。
根據用途分類
(1)生物電子晶片：用於生物計算機等生物電子產品的製造。
()生物分析晶片：用於各種生物大分子、細胞、組織的操作以及生物化學反應的檢測。
前一類目前在技術和應用上很不成熟，一般情況下所指的生物芯片主要為生物分析晶片。
根據作用方式分類
(1)主動式晶片：是指把生物實驗中的樣本處理純化、反應標記及檢測等多個實驗步驟整合，透過一步反應就可主動完成。其特點是快速、操作簡單，因此有人又將它稱為功能生物芯片。主要包括微流體晶片(microftuidicchip)和縮微晶片實驗室(labonchip，也叫“晶片實驗室”，是生物芯片技術的高境界)。
()被動式晶片：即各種微陣列晶片，是指把生物實驗中的多個實驗整合，但操作步驟不變。其特點是高度的並行性，目前的大部分晶片屬於此類。由於這類晶片主要是獲得大量的生物大分子資訊，最終透過生物信息學進行資料探勘分析，因此這類晶片又稱為資訊生物芯片。包括基因芯片、蛋白芯片、細胞晶片和組織晶片。
根據固定在載體上的物質成分分類
(1)基因芯片(genechip)：又稱DNA晶片(DNAchip)或DNA微陣列(DNAmicroarray)，是將cDNA或寡核苷酸按微陣列方式固定在微型載體上製成。
()蛋白質晶片(proteinchip或proteinmicroarray)：是將蛋白質或抗原等一些非核酸生命物質按微陣列方式固定在微型載體上獲得。
()細胞晶片(cellchip)：是將細胞按照特定的方式固定在載體上，用來檢測細胞間相互影響或相互作用。
(4)組織晶片(tissuechip)：是將組織切片等按照特定的方式固定在載體上，用來進行免疫組織化學等組織內成分差異研究。
晶片實驗室
晶片實驗室(5)其他：如晶片實驗室(Labonchip)，用於生命物質的分離、檢測的
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微型化晶片。現在，已經有不少的研究人員試圖將整個生化檢測分析過程縮微到晶片上，形成所謂的“晶片實驗室”(Labonchip）。晶片實驗室是生物芯片技術發展的最終目標。它將樣品的製備、生化反應到檢測分析的整個過程集約化形成微型分析系統。由加熱器、微泵、微閥、微流量控制器、微電極、電子化學和電子發光探測器等組成的晶片實驗室已經問世，並出現了將生化反應、樣品製備、檢測和分析等部分整合的晶片）。“晶片實驗室”可以完成諸如樣品製備、試劑輸送、生化反應、結果檢測、信息處理和傳遞等一系列複雜工作。這些微型集成化分析系統攜帶方便，可用於緊急場合、野外操作甚至放在航天器上。例如可以將樣品的製備和PCR擴增反應同時完成於一塊小小的晶片之上。再如GeneLogic公司設計製造的生物芯片可以從待檢樣品中分離出DNA或RNA，並對其進行熒光標記，然後當樣品流過固定於柵欄狀微通道內的寡核苷酸探針時便可捕獲與之互補的靶核酸序列。應用其自己開發的檢測裝置即可實現對雜交結果的檢測與分析。這種晶片由於寡核苷酸探針具有較大的吸附表面積，所以可以靈敏地檢測到稀有基因的變化。同時，由於該晶片設計的微通道具有濃縮和富集作用，所以可以加速雜交反應，縮短測試時間，從而降低了測試成本。（未完待續）