隨著人類基因組(測序)計劃(Human genome project)的逐步實施以及分子生物學相關學科的迅猛發(fā)展,,越來越多的動植物、微生物基因組序列得以測定,,基因序列數(shù)據(jù)正在以前所未有的速度迅速增長。然而,怎樣去研究如此眾多基因在生命過程中所擔負的功能就成了全世界生命科學工作者共同的課題,。為此,,生物芯片,一項將計算機芯片制作技術與生命科學研究相結合的新興技術應運而生了!
計算機芯片的工作本質(zhì)上是對0與1這二個數(shù)字以各種方法進行速度高達每秒鐘數(shù)十億次的運算,。而生物芯片的本質(zhì)是進行生物信號的平行分析,。它利用微點陣技術將成千上萬的生物訊息密碼集中到一小片固相基質(zhì)上,從而使一些傳統(tǒng)的生物學分析手段能夠在盡量小的空間范圍內(nèi),,以盡量快的速度完成,。例如在八十年代,在一個傳統(tǒng)的生物學實驗室中手工測定十幾個DNA片斷的序列 (合約4000個堿基對)需要至少一天時間:目前運用價格達數(shù)十萬美 元的自動化的PE3700DNA序列分析儀,,可以在一天內(nèi)測定近2000個DNA序列(合約70萬個堿基對),;而去年有一種不成熟的生物芯片在15分鐘內(nèi)完成了1.6萬個堿基對的測定,96個這樣的生物芯片的平行工作,,就相當于每天1.47億個堿基對的分析能力!
一般認為,,生物芯片技術的開發(fā)與運用將在生物學和醫(yī)學基礎研究、農(nóng)業(yè),、疾病診斷,、新藥開發(fā)、食品,、環(huán)保等廣泛的領域中,。正像分子DNA技術成為現(xiàn)代生物學的象征一樣,生物芯片技術作為新一代生物技術,,將從根本上改變目前生物學和生物技術的觀念和效率,它將是繼大規(guī)模集成電路之后的又一次具有深遠意義的科學技術革命。
生物芯片的飛速發(fā)展引起世界各國的廣泛關注和重視,。1998年6月29日美國宣布正式啟動生物芯片計劃,,世界各國也開始加大投入,以生物芯片為核心的相關產(chǎn)業(yè)正在全球崛起,,目前美國已有8家生物芯片公司股票上市,,平均每年股票上漲75%,專家統(tǒng)計:全球目前生物芯片工業(yè)產(chǎn)值為10億美元左右,,預計今后5年之內(nèi),,生物芯片 的市場銷售可達到200億美元以上。美國《財富》雜志載文指出,,在20世紀科技史上有兩件事影響深遠,,一是微電子芯片,它是計算機和許多家電的心臟,,它改變了我們的經(jīng)濟和文化生活,,并已進入每一個家庭;另一件事就是生物芯片,,它將改變生命科學的研究方式,,革新醫(yī)學診斷和治療,極大地提高人口素質(zhì)和健康水平,。
鑒于生物芯片技術具有巨大理論意義和實際價值,,國內(nèi)已有多家科研單位開始從事這方面的研究。例如,,軍事醫(yī)學科學院,、清華大學、北京大學,、中科院上海冶金所等單位已在生物芯片技術方面取得了較大突破,。上海生命科學院的的胡賡熙博士和他的實驗室,開發(fā)了目前亞洲規(guī)模最大的cDNA陣列,,在世界上位居第二,。不久前,在肇慶上海博星基因芯片有限公司的成立,,是目前中國投資規(guī)模最大的生物工程產(chǎn)業(yè)化合作項目,。
不久的將來,我們將會發(fā)現(xiàn)生物芯片就在你我的身邊,。