五十年前,,位于美國(guó)舊金山的硅谷孕育了給本世紀(jì)人類(lèi)各個(gè)方面帶來(lái)巨大沖擊的一場(chǎng)工業(yè)革命即'硅革命'。用硅作為基質(zhì)材料,,通過(guò)不懈努力,,人們終于完成了將分離元器件構(gòu)成的龐大電路通過(guò)光刻加工,縮微到了指甲蓋大小的集成電路芯片中,。集成電路芯片的研制成功,,使占地?cái)?shù)間房屋的分離元件計(jì)算機(jī)縮微到了現(xiàn)在只有書(shū)本大小、但功能和速度有過(guò)之而無(wú)不及的筆記本計(jì)算機(jī)。無(wú)獨(dú)有偶,,五十年后的世紀(jì)交替之際,,又是在美國(guó)的硅谷開(kāi)始出現(xiàn)了另一種芯片--生物芯片。以生物芯片為核心的各相關(guān)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)正在全球崛起,,世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已開(kāi)始大投入,、爭(zhēng)先恐后地、有計(jì)劃地對(duì)此領(lǐng)域中的知識(shí)產(chǎn)權(quán)進(jìn)行跑馬圈地式的保護(hù),。在今后的5年之內(nèi),,應(yīng)用生物芯片的市場(chǎng)銷(xiāo)售將達(dá)到200億美元左右。世界著名商業(yè)雜志《財(cái)富》對(duì)此領(lǐng)域非??春?,它在其1997年的3月31日刊中講到:"微處理器使我們的經(jīng)濟(jì)發(fā)生了根本改變、給人類(lèi)帶來(lái)了巨大的財(cái)富,、改變了我們的生活方式,。然而,生物芯片給人類(lèi)帶來(lái)的影響可能會(huì)更大……"
一個(gè)世紀(jì)以來(lái),,無(wú)數(shù)從事生命科學(xué),、醫(yī)學(xué)、化學(xué)和法庭科學(xué)的研究人員一直在各自的實(shí)驗(yàn)室中從事著許多重復(fù)且工作量很大的高級(jí)繁重體力勞動(dòng),。分析儀器的自動(dòng)化程度太低使得無(wú)數(shù)高級(jí)知識(shí)分子至今仍不能使自己的才能得到充分體現(xiàn),、抱負(fù)難以施展。制約儀器分析全自動(dòng)化的一個(gè)最主要因素是難以將各種生化分析中所遇到的樣品制備一環(huán)與后續(xù)的化學(xué)反應(yīng)及結(jié)果檢測(cè)/分析兩個(gè)步驟全部有機(jī)地集成到一塊,。而采用生物芯片技術(shù)的目的正是將生命科學(xué)研究中的許多不連續(xù)的分析過(guò)程,,如樣品制備,化學(xué)反應(yīng)和分離檢測(cè)等,,移植到芯片中并使其連續(xù)化和微型化,。用這些生物芯片所制作的具有不同用途的全功能縮微芯片實(shí)驗(yàn)室具有下述一些主要優(yōu)點(diǎn),即分析全過(guò)程自動(dòng)化,、生產(chǎn)成本低,、防污染(芯片被全封閉且一次性使用)、分析速度可獲得成千上萬(wàn)倍的提高,、同時(shí),,所需樣品及化學(xué)藥品的量可獲得成百上千倍的減少、極高的樣品并行處理能力,、儀器體積小,、重量輕、便于攜帶,。我們今后可以通過(guò)自己擁有的個(gè)人化驗(yàn)室,,在地球上任何地方,,隨時(shí)對(duì)自己的身體健康狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè),并通過(guò)環(huán)球通訊系統(tǒng)將結(jié)果傳回到居住地的家庭醫(yī)生處,,通過(guò)其分析結(jié)果,,開(kāi)出醫(yī)囑再立即送回給我們??梢栽O(shè)想,,屆時(shí)通過(guò)建立MedNet這樣的醫(yī)學(xué)互聯(lián)網(wǎng),我們不但可以作遠(yuǎn)程診斷,,同時(shí)還可以做遠(yuǎn)程手術(shù)和其他治療,。縮微芯片實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)將會(huì)給分子生物學(xué),、疾病診斷和治療,、新藥開(kāi)發(fā)、農(nóng)作物育種和改良,、生物武器戰(zhàn)爭(zhēng),、司法鑒定、食品衛(wèi)生監(jiān)督等領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)革命,。正因?yàn)槿绱?,北美和歐洲許多國(guó)家的政府和私人機(jī)構(gòu)已開(kāi)始重新調(diào)整他們的研究開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略來(lái)推動(dòng)此項(xiàng)研究工作的進(jìn)程,僅美國(guó)政府和企業(yè)就已投入了近20億美元的研究經(jīng)費(fèi),。
在硅谷,,集成電路工業(yè)的出現(xiàn)帶動(dòng)了101號(hào)高速公路兩旁近80英里長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)星羅棋布的八千多家與集成電路和計(jì)算機(jī)相關(guān)的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,1998年?duì)I業(yè)額達(dá)2000億美元,,使這些公司獲得了豐厚的利潤(rùn),,主要原因是他們擁有屬于自己的計(jì)算機(jī)芯片專(zhuān)利和技術(shù)。相比之下,,北京中關(guān)村(中國(guó)的硅谷)的計(jì)算機(jī)制造業(yè)所創(chuàng)造的利潤(rùn)就低多了,,原因是我們用的CPU是'洋芯片'。如果說(shuō)計(jì)算機(jī)行業(yè)已是既成事實(shí),,那么,,面對(duì)來(lái)勢(shì)迅猛的生物芯片工業(yè)我們的對(duì)策又是什么呢?