生物晶片(Bio chip)
在玻璃、矽晶片、塑膠等基板上,利用半導體制程或微機電系統(MEMS:Micro Electro Mechanical Systems)等加工技術,可以制作生物晶片,應用在生物化學與醫療的分析檢測產品上。生物晶片主要可以分為DNA晶片、蛋白質晶片(Protein chip)、實驗室晶片(Lab on a chip)等三種,分別應用在不同的分析檢測產品上。
DNA晶片(DNA chip)
基因其實就是一小段DNA,所以DNA晶片又稱為“基因晶片(Gene chip)”。先在矽晶片上涂佈一層金(因為金的生物相容性比較好),再涂佈一層連接層(通常是有機材料),較后將一段段DNA(基因)固定上去
>探針DNA(Probe DNA):固定在矽晶片上的DNA(已知A、T、G、C序列)。
>目標DNA(Target DNA):又稱為“待測DNA”,就是要被檢測的DNA(未知A、T、G、C序列),為了要知道那個待測DNA有被探針DNA的氫鍵吸引,通常必須在待測DNA的末端外加螢光物質,這樣子使用紫外光照射時會發光,才能用肉眼或光學顯微鏡觀察
由于DNA上的堿基A:T與G:C會因為氫鍵的吸引而配對,這種在DNA晶片上的配對現象稱為“雜交反應(Hybridization)”,凡是被探針DNA吸引的待測DNA,其A、T、G、C序列一定和探針DNA互相配對,我們就可以利用探針DNA的序列反推待測DNA的序列。
真正的DNA晶片必須制作使用半導體制程或微機電系統等加工技術,以光罩、曝光、顯影、蝕刻等方法,將探針DNA的A、T、G、C一層一層地固定在矽晶片上,矩陣上每一點的尺寸都只有1m(微米),每一點的探針DNA的A、T、G、C序列都不同。當我們將一段待測DNA散佈在晶片上,假設有三個點發出螢光,由于晶片上這三個點的探針DNA序列分別為GCAC、GTTG、TGGG,所以我們就可以反推出待測DNA的序列分別為CGTG、CAAC、ACCC。