生物芯片的发展历史
二、生物芯片技术的发展历史自1996年以来,美国Affymetrix公司成功制作了世界上第一批用于药物筛选和实验室实验的生物芯片,并制成了芯片系统。此后,世界各国在芯片研究方面进展迅速,取得了新的突破。
美国的Hyseq公司、Syntexi公司、Nanogen公司、Incyte公司以及日本、欧洲国家都在积极开展DNA芯片研究。摩托罗拉、惠普、IBM和其他跨国公司也对芯片研究进行了大量投资。1998 65438+2月Affymefrix公司和分子动力学公司宣布成立GEIC * * * YSIS技术联合体,开发统一的技术平台,生产更有效、更廉价的设备。作为回应,Amershcem?Pharmacia?生物技术公司当天也宣布,将提供一些已掌握的技术,以促进这一技术的应用。
美国芯片技术召开了两次会议,克林顿总统在会上高度赞赏和肯定了该技术,并将芯片基因技术视为保证一定横向健康的指南针。预计未来五年,生物芯片的销售额将达到200-300亿美元;据预测,在21世纪,生物芯片对人类的影响将可能超过微电子芯片。
中国对生物芯片的研究刚刚起步。1998,10年6月,中科院将基因芯片列为九五专项支持项目,利用中科院在微电子技术、生化技术、物理检测技术等方面的优势,组织跨研究所、跨学科合作。微阵列芯片和基于MEBS的芯片取得重大突破,在DNA芯片设计、基础修饰、探针固定、样品标记、杂交和检测等方面取得重大进展。开发了具有一定实际意义的基因芯片和DNA芯片检测仪,如肝癌基因差异表达芯片、乙肝病毒多态性检测芯片、各种恶性肿瘤病毒基因芯片等。
中科院上海冶金研究所研发重大传染病诊断芯片和检测设备,如HBV、丙肝、结核基因诊断芯片。上海细胞研究所正在进行C?DNA阵列和微阵列的制备为我国科研开发提供了技术平台,并使其产业化。
与此同时,清华、复旦、东南大学、北京军事医学科学院、华东理工大学、第一军医大学等单位都在积极从事芯片研究,部分产品已经问世。。
三、基因芯片的发展历史来自俄罗斯科学院恩格尔哈德分子生物学研究所和美国阿贡国家实验室(ANL)的科学家首先提出了利用杂交来确定核酸序列的设想(SBH)。那时,使用多聚寡核苷酸探针。几乎与此同时,英国牛津大学生物化学系的Sourthern等。还获得了寡核苷酸在载体上的固定和杂交测序的国际专利。在这些技术储备的基础上,1994年在美国能源部国防研究计划、俄罗斯科学院和俄罗斯人类基因组计划10多万美元的支持下,开发了生物芯片,并用于检测地中海患者血液样本中的基因突变,筛选出100多个已知的地中海外贫血突变基因。这种生物芯片的基因解码速度比传统的Sanger和MaxaxGilbert方法快1000倍,是一种很有前途的快速测序方法。先发展技术,尽快占领市场,是在市场经济竞争中取胜的信条。生物芯片目前处于激烈的技术竞争状态。帕卡德仪器公司开发了一种用于诊断的凝胶基中密度芯片。Affymetrix已成功应用光定向光刻技术,在硅片上直接合成具有寡核苷酸点阵的高密度芯片,领先于芯片分析领域。该公司与惠普公司合作开发了一种特殊的基因芯片扫描仪,可以扫描40万个点。同时还开发了可以同时并行通过几个芯片的流路工作站和计算机软件分析系统。组合成一个比较完整的芯片制造、杂交、检测扫描和数据处理系统。很快制造打印头的GenralScanningInc、Telechem公司和制造机械手的Cartesian公司开发出300(双激光器)、4000和5000(四激光器)激光* *扫描仪和相应的分析软件,形成了供用户随意制作芯片的工作体系。
欧洲公司也不甘示弱,纷纷参与竞争。比如盖可。英国开发了QBot采样器、Q-Pix克隆分选仪和Q-Fill芯片制作设备。Sequenom推出了250位点Spectrochip,通过质谱读取结果,而德国癌症研究所使用原位合成的低密度肽核酸(8cm*12cm芯片上的1000个斑点)作为探针芯片,用于表达谱和诊断。如今,DNA芯片已在基因序列分析、基因诊断、基因表达研究、基因组研究、新基因发现和各种病原体诊断等生物医学领域显示出巨大的应用前景。
1997年,世界上第一个包含6166个基因的全基因组芯片——酵母全基因组芯片在斯坦福大学布朗实验室完成,从而使基因芯片技术在世界范围内迅速得到应用。