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生物芯片技术正在崛起

2000-01-17 来源:光明日报 薛 冬 我有话说

美国《财富》杂志对生物芯片技术领域非常看好,它刊文讲道:“微处理器使我们的经济发生了根本变化,给人类带来了巨大的财富,改变了我们的生活方式。然而,生物芯片给人类带来的影响可能更大。”

中国工程院日前在京举办首次工程科技论坛,专题就是“生物芯片技术”,我国在人类基因组和生物芯片技术研究领域处于一流水平的十多位院士和专家阐述了各自的看法。

关于生物芯片,最出语惊人的是清华大学生物芯片与开发中心教授、主任程京博士,他说:“五十年前,位于美国旧金山的硅谷孕育了给本世纪人类各个方面带来巨大冲击的一场工业革命,即‘硅革命’。用硅作为基质材料,将分离元器件构成的庞大电路通过光刻加工,缩微到了指甲盖大小的集成电路芯片中。无独有偶,五十年后的世纪交替之际,又是在美国的硅谷开始出现了另一种芯片——生物芯片。以生物芯片为核心各相关产业现正在全球崛起,世界工业发达国家已开始大投入、争先恐后地、有计划地对此领域中的知识产权进行跑马圈地式的保护。在今后的5年之内,应用生物芯片的市场销售将达到200亿美元左右。”

如何看待生物芯片,我国科学家各有见解。南京东南大学教授陆祖宏博士认为,生物芯片主要指通过平面微细加工技术在固体芯片表面构建的微流体分析单元和系统,以实现对细胞、蛋白质、核酸以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。高密度基因芯片是最重要的一种生物芯片,芯片上集成的成千上万的密集排列的基因探针,能够在同一时间内分析大量的基因,使人们可迅速读取生命的篇章,准确高效地破译遗传密码。这将是继大规模集成电路之后的又一次具有深远意义的科学技术革命。

吴镭博士则说,生物芯片是近年来在生命科学领域中崭露头角的一项新技术。它通过使用半导体工业中的微加工和微电子技术和其他相关的技术,将现在庞大的分立式生物化学分析系统缩微到半导体硅芯片中,从而具有高速度、分析自动化和高度并行处理能力。据预测,今后十年内生物芯片将走进人们的生活当中。

军事医科院放射医学研究所王升启认为,生物芯片技术是一种高通量检测技术,它包括基因芯片、蛋白芯片及芯片实验室三大领域。

关于生物芯片的作用,程京博士做了这样的描绘:用生物芯片所制作的具有不同用途的全功能缩微芯片实验室可使分析过程全自动化,分析速度可获得成千上万倍提高,而且体积小、重量轻、便于携带。我们今后可以通过自己拥有的个人化验室,在地球上任何地方,随时对自己的身体健康状况进行监测,并通过环球通讯系统将结果传回到居住地的家庭医生处,通过其分析,开出医嘱,再立即送回给我们。可以设想,届时通过医学互联网,不但可以做远程诊断,还可以做远程手术和其他治疗。缩微芯片实验室的出现将会给分子生物学、疾病诊断和治疗、新药开发、农作物育种和改良、司法鉴定、食品卫生监督等领域带来一场革命。

上海细胞生物学研究所研究员胡赓熙说,生物芯片在医学诊断、农业、环保以至军事上具有巨大的应用潜力。生物芯片可能会像计算机那样从各个方面影响人类的生活方式。我们计划发展一种可同时进行多种肿瘤(包括肝癌、肺癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌等高发肿瘤)早期诊断的生物芯片,在患者还没有明显身体不适时进行普查。这可以极大地提高肿瘤病人的生存率,并产生巨大的市场。

王升启认为,生物芯片技术的发展不仅为生命科学的诸多领域研究带来一场革命,而且给我国创新药物研究和开发及中医药现代化等药学领域带来了一次新的契机。

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