东方基因温江生物芯片生产基地

生物芯片

一、第六代计算机革命

计算机为人类生存提供了更广阔的空间。办公室自动化，可免去我们早出晚归的上班路途奔波。快捷的传导信息网络，使我们耳更聪目更明。巨大的信息贮存量，为我们省出许多生活空闲。文字、图像处理技术，使我们的业余生活更加丰富多彩。多媒体、光盘、电子游戏、教学软件，成为培养后代的家庭教师。各种计算机化的医疗设备，使我们生存质量更高。计算机已成为人类生存必不可少的伙伴。

作为计算机贮存信息的关键构件——芯片，已和生物学联系在一起，这就是第六代计算机革命带来的产物生物芯片。

二、生物芯片的无穷魅力

用生物分子DNA蛋白质代替通常硅芯片上的电子元件，排列成集成电路，这就是生物芯片。在生物芯片中，信息以波的形式传播，当波沿着蛋白质分子或DNA分子链传播时，会引起它们的结构顺序变化，当一列波传播到分子链的某一部位时，它们就像硅芯片集成电路中的载流子那样传递信息。由于蛋白质、DNA分子比硅芯片上的电子元件要小得多，所以生物芯片的密度可达每平方厘米10¹⁵～10¹⁶个，比硅芯片集成电路高3～5个数量级。

生物芯片首先被计算机专家看中。现代计算机工业正处于芯片革命的十字路口，传统的以硅为材料的大规模集成电路的集成度有一定的限度，而且集成度提高后，电路密集散热的问题又难于解决，于是科学家的目光转向了以生物材料制作芯片的目标。计算机芯片必须具有存储记忆、逻辑运算等功能，而作为蛋白质组成人体大脑、内脏器官等高度智能器官的基本物质无疑是具备这些功能的关键是怎样去调动组织蛋白质这样的功能。科学家正精心试验各种蛋白质，以及各种蛋白质之间的合理搭配，以选择制作生物芯片，将这些生物芯片安装到计算机上，计算机便可模拟人脑的思维功能，其运算速度将由一般硅芯片计算机的10¹⁵次／秒提高到10¹⁹次／秒。虽然真正要造出一台生物计算机还有许多工作要做，面临的难题也很多，但其诱人的前景已吸引了千百名生物学家、计算机学家和物理学家，相信不远的将来，第六代计算机——生物计算机将会问世。

三、医学家的选择

生物芯片也被医学专家看好。医用生物芯片被设计成用DNA分子排列成密集的分子链。每个芯片约指甲大小，每片装了约40万个DNA小片段，可以通过这些DNA小片段，探查出这个DNA的结构。之所有又叫它为分子链，是因为这些DNA可以捕捉相应的DNA。通过这种用DNA分子制成的生物芯片——基因芯片，医生能及早诊断疾病。如肿瘤病人，当刚刚发现肿瘤时，从肿瘤组织中取出一块样品，用基因芯片查看样品蛋白质的基因，几分钟之内芯片就可确定肿瘤的种类，若是恶性肿瘤，即可查出引起癌变的那些有“毛病”的基因。有一种叫P₅₃的基因，这种基因被认为是一种抑癌基因，一般正常人正是依靠P₅₃基因来抑制癌细胞的生长，从而免受癌细胞侵袭。但是，一旦人体中P₅₃基因失常，结构发生变化，就会失去抑癌功能，人体就易受癌细胞侵袭，患上癌症。科学家正在设计一种专用以探查P₅₃，基因失常的基因芯片，医生用这种基因芯片能够迅速探清人体内P₅₃，基因的状态，为某些带有变异P₅₃基因，特别是发现P₅₃基因早期变异的病人确定最佳治疗方案。

运用同样原理，科学家还可研制出许多常见病人的诱发基因的探查芯片，如心脏病、老年性痴呆病、艾滋病的诱发基因，用基因芯片扫描一下，便可迅速得出结果。

生物芯片除了在计算机、医学上的应用前程似锦外，在通信、工业自动化、家电、国防等领域也将是前途无量，在我们的通信设备、生产自动流水线，我们的音响、电视里，在国防的导弹、火箭中，都将会出现生物芯片。生物芯片将会从各个方面渗入我们生活的各个角落，彻底改变我们的生活面貌。