現(xiàn)在,，面對著人滿為患的大醫(yī)院,，很多患者覺得上醫(yī)院看病是件苦差事,。不僅掛號人多,、病理檢查耗時,，有時還有誤診的情形發(fā)生,。結(jié)果,，不但耽誤了治療時間,，還浪費(fèi)了許多時間和金錢,。
然而,，進(jìn)入21世紀(jì)后,，生物科技和半導(dǎo)體科技的進(jìn)步和結(jié)合,，將有可能大大改善這種情況,。這兩種科技結(jié)合后,，最具代表性的產(chǎn)品就是“生物芯片”,。以治療糖尿病為例,，未來只要將生物芯片植入糖尿病患者的皮膚中,，用掃描儀一掃,，病人的血糖指數(shù)立即顯示，隨時都可測量,。
微小便利,，一測便知對許多人而言,，“生物芯片”這個名詞是相當(dāng)陌生而新穎的。提到芯片,，在這個電腦時代，大家很自然地會想到電腦芯片,。在電子工業(yè)上,，芯片用來制造集成電路。芯片或微芯片的制造使電路由大變小,，它將過去有數(shù)個房間大的分離元件電腦,，縮微成現(xiàn)在只有書本大小的筆記本式電腦。
生物芯片則是指以電子工業(yè)中常用的硅芯片或其他材質(zhì),，利用電子工業(yè)中微電子技術(shù),，將大型的儀器微小化，在微小化后的裝置上,，放置多種特定生物材料（如核酸或酶）,，這些生物材料可以與其他特定物質(zhì)發(fā)生生化反應(yīng)，反應(yīng)后的信號可被定性,、定量的技術(shù),。
生物芯片有一個特點(diǎn)，它把巨量生物信息如DNA或蛋白質(zhì)信息縮小儲存,。例如在檢驗(yàn)實(shí)務(wù)上,，生物芯片的載體上可同時置入上千個已知的“單一特定生物材料”，或在一個載體上置入上千個“不同的已知生物材料”,，就可對未知物一次檢驗(yàn)判定,。因此，能在很短的時間內(nèi),，一次完成過去上千次檢驗(yàn)才能達(dá)到的成果,。
生物芯片工業(yè)是一個極為年輕的產(chǎn)業(yè)，從第一個產(chǎn)品問世到現(xiàn)在,，還不到10年的光景,。十幾年前,，美國斯坦福大學(xué)在美國國家衛(wèi)生研究院的資助下，著手研究將不同的DNA點(diǎn)在一小塊濾紙上,，利用濾紙上已知序列或已知功能的DNA,，來偵測檢體中未知的DNA。這種技術(shù)啟發(fā)了日后生物芯片研發(fā)的風(fēng)潮,，配合著微電子工業(yè)中微小化技術(shù),，而產(chǎn)生了今天日益蓬勃的生物芯片工業(yè)。
基因芯片開啟新領(lǐng)域生物芯片最早最常被提到的是基因芯片,，在這些芯片上“微陣列”（一種將DNA以高速,、高密度整齊排列的生物芯片制造技術(shù)）著多種不同序列的DNA小片段，一個小小的2至3厘米的薄片上,，可容納幾十萬個DNA片段,。我們可針對不同的需要，微陣列各種不同DNA片段,。DNA芯片的出現(xiàn),，開啟了生命科學(xué)研究、新藥開發(fā),、醫(yī)療診斷,、環(huán)境檢測、農(nóng)產(chǎn)檢驗(yàn)等各領(lǐng)域的新紀(jì)元,。
生物體大多數(shù)的生理現(xiàn)象,，都與基因表現(xiàn)密不可分，如：各類酶,、荷爾蒙及各種蛋白質(zhì)的產(chǎn)生與否或產(chǎn)量多寡,，都由其相關(guān)的基因表現(xiàn)量直接控制。也就是說,，如細(xì)胞正常分裂與否（例如正常細(xì)胞與癌細(xì)胞）,，細(xì)胞受外來刺激（例如藥物、毒素,、輻射,、病毒或其他的物理或化學(xué)刺激），生物體健康狀況等,，都可由基因狀況的表現(xiàn)而看出問題的端倪,。
用傳統(tǒng)的方法，一次只能檢視一個基因的表現(xiàn),，但基因芯片卻可能同時研究上萬個基因的表現(xiàn)行為,。利用基因芯片這種特性，在醫(yī)療診斷上,，醫(yī)生可以即時化驗(yàn)診斷,，對癥下藥。另外,，在新藥的開發(fā)上,，利用基因芯片比對“經(jīng)新藥物處理”與“未經(jīng)新藥物處理”細(xì)胞中基因的表現(xiàn)，可迅速了解藥物功能,，而縮短新藥開發(fā)時程,。
從此聞香可代勞生物芯片也可應(yīng)用在嗅覺上，使用分離,、純化自脊椎動物體的嗅受體蛋白質(zhì),，將它涂敷在多元陣列電晶體上，制成嗅蛋白芯片,。測試時,，經(jīng)由嗅蛋白芯片的頻率電訊變化，可測定存在于空氣中微量氣味分子,，和已建立的味道圖譜資料檔案比較,，即可鑒定出氣味的屬性。人類自有史以來,，一直無法將嗅覺量化,、儀器化，因此不得不借助于最原始,、最直接的嗅覺感官--鼻子,。但嗅覺生物芯片的商業(yè)化，可在眾多需要靠嗅覺來測量的產(chǎn)業(yè),，如：化妝品,、香料、酒類,、茶葉等工業(yè),，有一片應(yīng)用的空間，而取代傳統(tǒng)的“品酒師”,、“調(diào)味師”,、“聞香師”。這些傳統(tǒng)的師傅通常依經(jīng)驗(yàn)法則來進(jìn)行宏觀的綜合品評,，常有不夠客觀,、受個人好惡影響的缺點(diǎn)，使用嗅覺生物芯片則避免了上述缺點(diǎn),，而且更快速,、更準(zhǔn)確。
污染和毒物的偵測嗅覺生物芯片也可應(yīng)用在環(huán)境污染物及毒物的偵測上。很多空氣污染物常有惡臭味,，這些污染物即使是在很低的濃度下,，也會經(jīng)由人類靈敏嗅覺而引起不舒服或厭惡感，因此,，在工廠附近有關(guān)惡臭方面的申訴案件相當(dāng)多,。
雖然環(huán)保單位有“聞臭師”的設(shè)立，但以人類嗅覺為偵測系統(tǒng),，公信力常受質(zhì)疑,，使用嗅覺生物芯片則可免除了這樣的困擾，同時可避免稽查人員長期接觸可能有毒的污染物分子,，而造成身體上的傷害,。
酶芯片多功能酶芯片是生物芯片的另一應(yīng)用領(lǐng)域。生命的現(xiàn)象是靠酶表現(xiàn)出來的,，生物體中幾乎所有機(jī)能都是由酶來催化與調(diào)控,。在現(xiàn)實(shí)世界里，它介入了我們生活中每一部分,，從最基本的食,、衣、住,、行到美容,、醫(yī)療、環(huán)保等,，都有它的影響存在,。
將酶與芯片技術(shù)結(jié)合所設(shè)計出的酶檢測器，可相當(dāng)程度的微小化,。酶檢測器的微小化,，不但可減少酶與樣品用量，更可提高檢測效果,。同時由于微小化的關(guān)系,，多種酶檢測裝置可以用陣列式制作于同一芯片上，而達(dá)到多功能應(yīng)用的目的,。
酶芯片的功用在于檢測與分析,，應(yīng)用的范圍十分廣泛，尤其是在醫(yī)用臨床診斷與家用健康檢測方面,，有很大的發(fā)展性,。使用多功能的酶芯片，未來可自己在家快速做如血糖,、尿酸等各項(xiàng)健康檢測測試,，先自我初步診斷后,，再進(jìn)一步求診專科醫(yī)師,。
生物科技產(chǎn)業(yè)的明星生物芯片技術(shù)可說是20世紀(jì)里,，除了電腦芯片外，另外一項(xiàng)重大發(fā)明,，它將是21世紀(jì)生物產(chǎn)業(yè)的明星,。就像過去電子芯片微小化給電子業(yè)帶來革命性變化一樣,，生物芯片將在21世紀(jì)給醫(yī)療診斷,、新藥物發(fā)現(xiàn)及生產(chǎn)或者生命科學(xué)研究，帶來劃時代的變化,。
