指內(nèi)含集成電路的硅片，體積很小，常常是計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備的一部分。

英語釋意

A silicon chip is a very small piece of silicon with electronic circuits on it which is part of a computer or other piece of machinery.

芯片（chip）就是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱。是集成電路（IC, integrated circuit）的載體，由晶圓分割而成。

硅片是一塊很小的硅，內(nèi)含集成電路，它是計(jì)算機(jī)或者其他電子設(shè)備的一部分。

IC

就是集成電路，泛指所有的電子元器件，是在硅板上集合多種電子元器件實(shí)現(xiàn)某種特定功能的電路模塊。它是電子設(shè)備中重要的部分，承擔(dān)著運(yùn)算和存儲的功能。集成電路的應(yīng)用范圍覆蓋了軍工、民用的幾乎所有的電子設(shè)備。

用于DNA分析的樣品可從總基因組DNA或克隆片段中獲得，通過酶的催化摻入帶熒光的核苷酸，也可通過與熒光標(biāo)記的引物配對進(jìn)行PCR擴(kuò)增獲得熒光標(biāo)記DNA樣品，從DNA轉(zhuǎn)錄的RNA可用于克隆的DNA片段，RNA探針常從克隆的DNA中獲得，利用RNA聚合酶摻入帶熒光的核苷酸。

對RNA進(jìn)行雜交分析可以樣品中的基因是否表達(dá)，表達(dá)水平如何。在基因表達(dá)應(yīng)用中，熒光標(biāo)記的探針常常是通過反轉(zhuǎn)錄酶催化cDNA合成RNA，在這一過程中摻入熒光標(biāo)記的核苷酸。用于基因表達(dá)的RNA探針還可通過RNA聚合酶線性擴(kuò)增克隆的cDNA獲得。在cDNA芯片的雜交實(shí)驗(yàn)中，雜交溫度足以除DNA中的二級結(jié)構(gòu)，完整的單鏈分子（300-3000nt）的混合物可以提供很強(qiáng)的雜交信號。對寡核苷酸芯片，雜交溫度通常較低，強(qiáng)烈的雜交通常需要探針混合物中的分子降為較短的片段（50-100nt），用化學(xué)和酶學(xué)的方法可以改變核苷酸的大小。

蛋白功能

不同于DNA和RNA分析，利用生物芯片進(jìn)行蛋白質(zhì)功能的研究仍有許多困難需要克服，其中一個難點(diǎn)就是由于許多蛋白質(zhì)間的相互作用是發(fā)生在折疊的具有三維結(jié)構(gòu)的多肽表面，不像核酸雜交反應(yīng)只發(fā)生在線性序列間。芯片分析中對折疊蛋白質(zhì)的需要仍難達(dá)到，有以下幾個原因：，芯片制備中所用的方法必需仍能保持蛋白質(zhì)靈敏的折疊性質(zhì)，而芯片制備中所有的化學(xué)試劑、熱處理、干燥等均將影響到芯片上蛋白質(zhì)的性質(zhì)；第二，折疊蛋白質(zhì)間的相互作用對序列的依賴性更理強(qiáng)，序列依賴性使得反應(yīng)動力學(xué)和分析定量復(fù)雜化；第三，高質(zhì)量的熒光標(biāo)記蛋白質(zhì)探針的制備仍待進(jìn)一步研究。這些原因加上其它的問題減慢了蛋白質(zhì)芯片技術(shù)的研究。

自從1991年Fodor等人[1]提出DNA芯片的概念后，DNA芯片為代表的生物芯片技術(shù)[2～6]得到了迅猛發(fā)展，如今已有多種不同功用的芯片問世，而且，有的已經(jīng)在生科學(xué)研究中開始發(fā)揮重要作用。所謂的生物芯片即應(yīng)用于生科學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中作用類似于計(jì)算機(jī)芯片的器件.其加工制作采用了像集成電路制作過程中半導(dǎo)體光刻加工那樣的縮微技術(shù)，將生科學(xué)中許多不連續(xù)的過程如樣品制備、化學(xué)反應(yīng)和等步驟移植到芯片中并使其連續(xù)化和微型化，這與當(dāng)年將數(shù)間房屋大小的分離元件計(jì)算機(jī)縮微到現(xiàn)在只有書本大小的筆記本計(jì)算機(jī)有異曲同工之效。這種基于微加工技術(shù)發(fā)展起來的生物芯片，可以把成千上萬乃幾十萬個生信息集成在一個很小的芯片上，對基因、抗原和活體細(xì)胞等進(jìn)行測試分析，用這些生物芯片所制作的各種不同用途的生化分析儀和傳統(tǒng)儀器相比較具有體積小、重量輕、成本低、便于攜帶、防污染、分析過程自動化、分析速度快、所需樣品和試劑少等諸多優(yōu)點(diǎn).生物芯片已不再局限于基因序列測定和功能分析這樣的應(yīng)用，新派生的一批技術(shù)包括：芯片免疫分析技術(shù)[7]、芯片核酸擴(kuò)增技術(shù)[8～10]、芯片精蟲選擇和體外受精技術(shù)[11，12]，芯片細(xì)胞分析技術(shù)[13]和采用芯片作平臺的高通量藥物篩選技術(shù)[14]等。這類儀器的出現(xiàn)將為生科學(xué)研究、疾病診斷和治療、新藥開發(fā)、生物武器戰(zhàn)爭、司法鑒定、食品衛(wèi)生監(jiān)督、航空航天等領(lǐng)域帶來一場.因此，美國總統(tǒng)克林頓在1998年1月的國情咨文演講中指出：“在未來的12年內(nèi)，基因芯片將為我們一生中的疾病預(yù)防指點(diǎn)迷津”。另外，美國商界權(quán)威刊物Fortune[15]對此作了如下闡述： “微處理器在本世紀(jì)使我們的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本改變，給人類帶來了巨大的財(cái)富，改變了我們的生活方式.然而，生物芯片給人類帶來的影響可能會更大，它可能從根本上改變醫(yī)學(xué)行為和我們的生活質(zhì)量，從而改變的面貌”。由于生物芯片技術(shù)領(lǐng)域的飛速發(fā)展，美國科學(xué)促進(jìn)協(xié)會于1998年底將生物芯片評為1998年的十大科技突破之一[16].如今，生物芯片已被公認(rèn)將會給下個世紀(jì)的生科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究帶來一場，并已成為各國學(xué)術(shù)界和工業(yè)界所矚目并研究的一個熱點(diǎn)。

研究方向

本世紀(jì)50，60年代以來，微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展使其相關(guān)領(lǐng)域也取得了長足的進(jìn)展，出現(xiàn)了一些新的研究方向，如微機(jī)電系統(tǒng)、微光學(xué)器件、微分析系統(tǒng)等.這些技術(shù)在生物、化學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域也得到了較廣泛的應(yīng)用，各種生物傳感器和微型分析儀器相繼出現(xiàn)，如芯片毛細(xì)管電泳儀，氣體傳感器及用于觀察單個神經(jīng)元細(xì)胞生長情況的儀器等。1991年Affymax公司Fodor領(lǐng)導(dǎo)的小組對原位合成制備的DNA芯片作了首次報(bào)道[1].他們利用光刻技術(shù)與光化學(xué)合成技術(shù)相結(jié)合制作了多肽和寡聚核苷酸的微陣列（microarray）芯片。用該方法制作的DNA芯片可用于藥理基因組學(xué)研究與基因重復(fù)測序工作.這一突破性的進(jìn)展使生物芯片技術(shù)在范圍內(nèi)開始得到重視。隨著近些年來各種技術(shù)的進(jìn)步，生物芯片的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，科學(xué)家們采用微電子工業(yè)及其他相關(guān)行業(yè)的各種微加工技術(shù)在硅、玻璃、塑料等基質(zhì)上加工制作了各種生物芯片.美國依靠其強(qiáng)大的科技能力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力，在該領(lǐng)域的研究開發(fā)中處于領(lǐng)先位置，先后已有幾十家生物芯片公司成立，開發(fā)出了近20種生物芯片，部分已投入研究應(yīng)用。在DNA芯片的研究過程中，很多公司都開發(fā)了具有自身特色的技術(shù).早涉足該領(lǐng)域的Affymetrix公司已開發(fā)了多種基因芯片，部分芯片已投入商業(yè)應(yīng)用，如用于HIV基因與p53腫瘤基因突變的芯片，還有用于研究藥物新陳代謝時基因變化的細(xì)胞色素p450芯片。Hyseq公司開發(fā)的薄膜測序芯片采用的方法不是在未知序列的DNA片段上做熒光標(biāo)記，而是在已知序列的探針上做標(biāo)記，每次用不同的探針去與未知序列的DNA片段雜交，通過熒光得知雜交的結(jié)果，后利用計(jì)算機(jī)處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，組合出待測DNA片段的序列.Synteni公司（現(xiàn)已為Incyte Pharmaceutical并購）研究了一種用玻璃作載體的DNA芯片，利用兩種不同的熒光標(biāo)記物，可同時在芯片上正常的信使RNA與受疾病或藥物影響后的信使RNA的表達(dá)情況。Nanogen公司采用電場以主動出擊的方式來*縱芯片上的DNA片段進(jìn)行雜交，使其系統(tǒng)的反應(yīng)速度比一般的讓DNA隨機(jī)擴(kuò)散尋找固化雜交探針的被動式更快，使時間可減少到幾十或幾百分之一.Clinical Micro Sensors（CMS）公司正在開發(fā)一種非熒光芯片，利用電信號來確定DNA雜交中有無失配的情況。除了上述公司外，美國一些著名大學(xué)如斯坦福大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)、加利福尼亞大學(xué)伯克利分校、麻省理工學(xué)院、橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室等一些大學(xué)和實(shí)驗(yàn)室也在進(jìn)行生物芯片的研究.歐洲一些的公司和大學(xué)同樣也已涉足該領(lǐng)域并取得了*的成就，日本有幾家公司報(bào)道了他們的研究結(jié)果。

國內(nèi)研究

我國的清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、東南大學(xué)、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院和中國科學(xué)院等機(jī)構(gòu)也開始了這方面的研究工作，如果各方面重視、組織得當(dāng)、加大資金投入力度、重視知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，相信不久的將來在該領(lǐng)域中我國也會占有一席之地.