隨著生物芯片技術(shù)的深入研究和廣泛應(yīng)用,它將對21世紀(jì)人類的日常生活和身體健康產(chǎn)生極其深遠(yuǎn)的影響。生物芯片技術(shù)在藥業(yè)、農(nóng)業(yè)、生命科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等與生命活動有關(guān)的研究和應(yīng)用領(lǐng)域均具有重大的應(yīng)用前景,也必將給人們的生活帶來巨大的改變。
小小“芯片”的奧秘
據(jù)專家介紹,生物芯片就是把目前需要在實(shí)驗(yàn)室中才能完成的生物檢測過程,縮小、濃縮、集成到一張小小的載體上!耙簿褪钦f,生物芯片是通過微加工工藝在厘米見方的薄膜、玻璃片和硅膠晶片等載體上,集成成千上萬個與生命相關(guān)的信息分子,從而實(shí)現(xiàn)對基因、蛋白質(zhì)、細(xì)胞等生物活性物質(zhì)進(jìn)行高效快捷的測試和分析。它是近10多年來,物理學(xué)、微電子學(xué)與分子生物學(xué)等學(xué)科綜合交叉形成的一項(xiàng)尖端技術(shù)!
據(jù)了解,于1992年啟動實(shí)施的中心建設(shè)計劃,截止到2006年底,共安排投資約40億元,在信息、生物、新材料、先進(jìn)制造、節(jié)能與環(huán)保等領(lǐng)域建設(shè)了124個工程中心,有力地推動了高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。
生物芯片具有很多常規(guī)實(shí)驗(yàn)室不可比擬的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室檢測,需要的檢測樣品量較大,這對水稻等樣品充足的檢測項(xiàng)目當(dāng)然不成問題?墒怯行┥飿悠窋(shù)量有限,很難達(dá)到實(shí)驗(yàn)室檢測的要求。常規(guī)的生物檢測,通常每次只能檢測一個指標(biāo),而生物芯片一次就可以同時進(jìn)行多個指標(biāo)的檢測,這也使得每個指標(biāo)的平均檢測費(fèi)用很低。比如,通過生物芯片一次就可以整體上研究人類3萬多個基因的整體表達(dá)圖譜。生物芯片還可以進(jìn)行從微觀水平到相對宏觀水平的檢測,得到基因水平、蛋白質(zhì)水平,甚至組織水平的全息圖像,這也是它的一大優(yōu)勢。同時,同傳統(tǒng)的檢測方法相比,生物芯片檢測的靈敏度也更高。
對人類的影響
生物芯片在醫(yī)學(xué)、食品安全檢測、遺傳病檢測等領(lǐng)域都能大顯身手。
2000年4月,國務(wù)院正式批準(zhǔn)啟動工程研究中心的建設(shè),決定依托清華大學(xué),聯(lián)合華中科技大學(xué)、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院等單位在同年9月專門成立博奧生物,目標(biāo)是研制出具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的生物芯片設(shè)計、加工和測試成套技術(shù),研制出一系列可供研究、診斷和藥物開發(fā)等領(lǐng)域應(yīng)用的生物芯片,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
《中國產(chǎn)經(jīng)新聞》記者從博奧生物有限公司暨生物芯片北京國家工程研究中心了解到,中心成功研制出了對骨髓進(jìn)行分析處理的生物芯片,這在全球尚屬首次。利用這種生物芯片對骨髓進(jìn)行分型,可以把多個捐獻(xiàn)者的基因樣本采集到一張生物芯片上,同時進(jìn)行分析處理,大大提高了骨髓分型的速度和準(zhǔn)確度,時間可以節(jié)省一半,費(fèi)用節(jié)省1/3。目前,中華骨髓庫已經(jīng)采用了這項(xiàng)技術(shù),以滿足更多患者配型的需求。
此外,生物芯片還可以為食物安全把關(guān)。市場上供應(yīng)的肉、菜、飲料是否有微生物,是否含有雜質(zhì),都可以用生物芯片進(jìn)行方便、快速的檢測。
據(jù)專家介紹,在疾病檢測診斷方面,生物芯片也具有獨(dú)特的優(yōu)勢。它可以在一張芯片上同時對多個患者進(jìn)行多種疾病的檢測,在短時間內(nèi),即可為醫(yī)務(wù)人員提供大量的疾病診斷信息。例如對腫瘤、糖尿病和傳染疾病等常見病和多發(fā)病的臨床檢驗(yàn),均可以應(yīng)用生物芯片技術(shù)。今后人們甚至可以擁有“個人化驗(yàn)室”,無論在任何地方,隨時都可以對自己的健康狀況進(jìn)行監(jiān)測。
據(jù)了解,博奧生物的儀器產(chǎn)品1年的產(chǎn)量不過300臺左右,數(shù)字雖小,但利潤可觀,僅此一項(xiàng),年收益就有望突破1億元。中國工程院副院長鄔賀銓表示,作為一家高科技的生物芯片企業(yè),具體產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn),其實(shí)有很多環(huán)節(jié)可以采取外包方式交由其他部門來完成。中心作為國家創(chuàng)新體系的重要環(huán)節(jié),在產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)的研發(fā)和推廣、提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力、帶動行業(yè)技術(shù)進(jìn)步等方面具有重要作用。