Clasificación de biochips
Aunque los biochips solo tienen una historia de más de 10 años, incluyen muchos tipos, y los métodos y tipos de clasificación no están completamente unificados. (1) Chips bioelectrónicos: utilizados en la fabricación de productos bioelectrónicos como las biocomputadoras.
(2) Chip bioanalítico: utilizado para el funcionamiento de diversas macromoléculas biológicas, células y tejidos y la detección de reacciones bioquímicas.
La primera categoría está actualmente muy inmadura en términos de tecnología y aplicación. En general, los biochips a los que se hace referencia son principalmente chips bioanalíticos. (1) Chip activo: se refiere a la integración de múltiples pasos experimentales, como el procesamiento y la purificación de muestras, el etiquetado de reacciones y la detección en experimentos biológicos, que se pueden completar activamente mediante una reacción de un solo paso. Se caracteriza por un funcionamiento rápido y sencillo, por eso algunas personas lo llaman biochip funcional. Incluye principalmente chip de microfluidos (chip microftuidico) y laboratorio de microchip (laboratorio en chip, también llamado "laboratorio en chip", que es el nivel más alto de tecnología de biochip).
(2) Chips pasivos: varios chips de microarrays, que integran múltiples experimentos en experimentos biológicos, pero los pasos operativos permanecen sin cambios. Se caracteriza por un alto grado de paralelismo y la mayoría de los chips actuales entran en esta categoría. Dado que este tipo de chip obtiene principalmente una gran cantidad de información de macromoléculas biológicas y, en última instancia, realiza la extracción y el análisis de datos a través de bioinformática, este tipo de chip también se denomina biochip de información. Incluyendo chips de genes, chips de proteínas, chips de células y chips de tejidos. (1) Chip genético: también conocido como chip de ADN o micromatriz de ADN, se fabrica fijando ADNc u oligonucleótidos en microportadores en forma de micromatriz.
(2) Chip de proteínas (chip de proteínas o microarray de proteínas): Se obtiene fijando algunas sustancias biológicas distintas del ácido nucleico, como proteínas o antígenos, sobre microportadores en forma de microarrays. Las sondas del chip están compuestas de proteínas o las proteínas objetivo del chip se denominan colectivamente chips de proteínas.
(3) Chip celular: Las células se fijan en un soporte de una manera específica y se utilizan para detectar la influencia o interacción entre células.
(4) Chip de tejido (chip de tejido): Las secciones de tejido se fijan en un soporte de una manera específica y se utilizan para realizar inmunohistoquímica y otros estudios sobre las diferencias en los componentes dentro del tejido.
(5) Otros: como Lab on chip, un chip miniaturizado utilizado para la separación y detección de sustancias vivas. Ahora, muchos investigadores han intentado reducir todo el proceso de detección y análisis bioquímico en un chip, formando el llamado "Lab on chip". Lab-on-a-chip es el objetivo final del desarrollo de la tecnología de biochips. Intensifica todo el proceso desde la preparación de muestras, las reacciones bioquímicas hasta la detección y el análisis para formar un sistema de microanálisis. Ha surgido el laboratorio en un chip que consta de calentadores, microbombas, microválvulas, controladores de microflujo, microelectrodos, detectores de electroquímica y electroluminiscencia, y ha surgido un chip de integración de reacciones bioquímicas, preparación de muestras, detección y análisis. "Lab-on-a-chip" puede completar una serie de tareas complejas como preparación de muestras, transporte de reactivos, reacciones bioquímicas, detección de resultados, procesamiento y transmisión de información, etc. Estos sistemas de análisis integrados en miniatura son portátiles y pueden usarse en situaciones de emergencia, operaciones de campo e incluso colocarse en naves espaciales. Por ejemplo, la preparación de muestras y las reacciones de amplificación por PCR se pueden completar simultáneamente en un pequeño chip. Otro ejemplo es el biochip diseñado y fabricado por Gene Logic, que puede aislar ADN o ARN de la muestra a analizar y etiquetarlo de forma fluorescente. Luego, cuando la muestra fluye a través de la sonda de oligonucleótidos fijada en el microcanal en forma de valla, puede complementarse. Se pueden capturar secuencias de ácidos nucleicos diana. La detección y el análisis de los resultados de la hibridación se pueden lograr utilizando su propio equipo de detección desarrollado. Este chip puede detectar con sensibilidad cambios en genes raros debido a la gran superficie de adsorción de las sondas de oligonucleótidos. Al mismo tiempo, debido a que el microcanal diseñado en este chip tiene un efecto de concentración y enriquecimiento, puede acelerar la reacción de hibridación y acortar el tiempo de prueba, reduciendo así el costo de la prueba.