El primer biochip fue inventado por una empresa estadounidense llamada Affymetrix, y el producto de esta empresa es GeneChip (microarrays de ADN). Estos productos comprenden el número de sensores de ADN individuales que se utilizan para detectar defectos. Biochip juega un papel esencial en el campo de la investigación en biología, como la biología de sistemas y la biología de enfermedades, mientras que el número de aplicaciones clínicas está aumentando. Es un conjunto de microarrays que se colocan sobre una superficie resistente de un sustrato para permitir que se realicen miles de reacciones en menos tiempo. El desarrollo de biochip incluye principalmente la combinación de biología molecular, bioquímica y genética. Los biochips se utilizan para analizar moléculas orgánicas conectadas con un organismo vivo. Este artículo analiza qué es Biochip, tipos, biochips y sus usos , desventajas y sus aplicaciones.
¿Qué es un biochip?
Un biochip es un conjunto de micromatrices disminuidas que se colocan sobre un sustrato resistente que permite ejecutar muchos experimentos al mismo tiempo para obtener un alto rendimiento en menos tiempo. Este dispositivo contiene millones de elementos sensores o biosensores . No como los microchips, estos no son dispositivos electrónicos. Todos y cada uno de los biochips pueden considerarse como un microrreactor que puede detectar un analito particular como una enzima, proteína, ADN, molécula biológica o anticuerpo. La función principal de este chip es realizar cientos de reacciones biológicas en unos pocos segundos como descodificar genes (una secuencia de ADN).
Biochip
Principio de funcionamiento de un biochip:
El funcionamiento de Biochip incluye principalmente los siguientes pasos.
- Paso 1: el operador genera un campo electromagnético de baja potencia a través de señales de radio
- Paso 2: el biochip fijo se enciende
- Paso 3: el chip activado transmite el código de identificación al revés al operador a través de señales de radio
- Paso 4: El lector refuerza el código recibido para cambiarlo a formato digital y finalmente lo muestra en la pantalla LCD.
Componentes de BioChips
El Biochip consta de dos componentes: el transpondedor y el lector.
Componentes de BioChips
1) transpondedor
Los transpondedores son de dos tipos, a saber, transpondedor activo y transpondedor pasivo. Este es un transpondedor pasivo, lo que significa que no contiene nada de su propia energía o batería, mientras que en pasivo, no está activo hasta que el operador lo activa dándole una baja carga eléctrica. Este transpondedor consta de cuatro partes, como una bobina de antena, un microchip de computadora, una cápsula de vidrio y un condensador de sintonización.
- El microchip de la computadora almacena un número de identificación único (UID) que varía entre 10 y 15 dígitos.
- La bobina de la antena es muy pequeña, primitiva y este tipo de antena se utiliza para enviar y recibir las señales del escáner o lector.
- La carga del condensador de sintonización se puede hacer con la pequeña señal, es decir, 1/1000 de vatio que envía el operador.
- La cápsula de vidrio sostiene la bobina de la antena, condensador y microchip, y está hecho con un material biocompatible llamado vidrio de cal sodada.
2) Lector
El lector se compone de una bobina denominada 'excitador' y forma un campo electromagnético a través de señales de radio. Ofrece la energía requerida (<1/1000 of a watt) to activate the biochip. The reader carries a receiving coil for receiving the ID number or transmitted code sent back from the excited implanted biochip.
Tipos de BioChips
Hay tres tipos de Biochips disponibles: microarrays de ADN, microchips de microfluidos y microarrays de proteínas.
Tipos de BioChips
1) Microarray de ADN
Un microarray de ADN o un biochip de ADN es un conjunto de pequeñas manchas de ADN fijadas a una superficie resistente. Un investigador utiliza para calcular los niveles de expresión de una gran cantidad de genes. Cada marca de ADN comprende picomoles de genes particulares que se denominan sondas. Pueden ser un segmento corto de material genético en situaciones de alta rigidez. Por lo general, la hibridación sonda-diana se nota y cuenta mediante el reconocimiento de dianas marcadas con fluoróforo o quimioluminiscencia para decidir la cantidad relativa de series de ácidos nucleicos en la diana. Las matrices innovadoras de ácido nucleico eran matrices macro de aproximadamente 9 cm x 12 cm y el análisis basado en iconos inicialmente automatizado se publicó en el año 1981.
2) Chip de microfluidos
Los biochips de microfluidos o lab-on-a-chip son una opción para los laboratorios bioquímicos habituales y están transformando varias aplicaciones como el análisis de ADN, los procedimientos de biología molecular, la proteómica que se conoce como el estudio de proteínas y el diagnóstico de enfermedades (patología clínica). Estos chips se están volviendo más complejos al usar miles de componentes, pero esos componentes se diseñan físicamente y se denominan plan de abajo hacia arriba totalmente personalizado, que es una fuerza laboral muy grande.
3) Microarrays de proteínas
Se utiliza un método de microarrays de proteínas o chips de proteínas para seguir las acciones y las conexiones de las proteínas, y para conocer su función a gran escala. La principal ventaja de la micromatriz de proteínas es que podemos rastrear una gran cantidad de proteínas en paralelo. Este chip de proteína consta de una superficie para soportar, como una placa o microesfera de microvaloración, una membrana de nitrocelulosa, el portaobjetos de vidrio. Estos son automatizados, rápidos, económicos, muy sensibles, consumen menos cantidad de muestras. La primera metodología de chips de proteínas se introdujo en microarrays de anticuerpos de publicación científica en el año 1983. La tecnología detrás de este chip fue bastante fácil de desarrollar para microarrays de ADN, que se han convertido en los microarrays más utilizados.
Ventajas y desventajas de los biochips
Las ventajas de biochip Incluya lo siguiente.
- El biochip se usa para rescatar a los enfermos
- Muy pequeño, potente y rápido.
- Los biochips son útiles para encontrar a las personas perdidas
- Los biochips se pueden utilizar para identificar a las personas individualmente
- Los biochips realizan miles de reacciones biológicas en pocos segundos.
Las desventajas del biochip incluyen las siguientes.
- Los biochips son caros
- Biochip plantea peligrosos problemas de privacidad individual.
- Biochip marca el fin de la libertad y el respeto por uno mismo del ser humano.
- Habrá una posibilidad de convertir a cada persona en una persona controlada
- Los biochips se pueden fijar en el cuerpo humano sin su interferencia.
Aplicaciones de biochips
Las aplicaciones de biochip incluyen las siguientes.
- Al usar este chip podemos rastrear a una persona o animal en cualquier parte del mundo.
- Este chip se utiliza para almacenar y actualizar la información de una persona, como datos médicos, financieros y demográficos.
- Un biochip conduce a sistemas de comercio electrónico seguros
- Estos chips son efectivos para restaurar los registros médicos, efectivo, pasaporte, etc.
- El biochip se puede aplicar en el campo médico como sensor de PA, detector de glucosa y sensor de oxígeno.
Finalmente, de la información discutida anteriormente, podemos concluir que los biochips son precisos, rápidos y miniaturizados. El espacio del biochip se encuentra en la intersección entre la fabricación de chips, la biología molecular, la genómica y procesamiento de la señal . El mercado de Biochips y sus aplicaciones se ha incrementado en varias regiones de investigación centrales. Aquí hay una pregunta para ti, ¿cuál es el definición de biochip ?
