俄羅斯科學(xué)家研發(fā)出郵票大小生物芯片 醫(yī)療診斷領(lǐng)域突破 (2005-01-07)
發(fā)布時(shí)間:2007-12-04
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來源:儀器信息網(wǎng)
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據(jù)俄羅斯《真理報(bào)》12月27日報(bào)道,俄羅斯最近研制出一種郵票大小的生物芯片,該芯片能夠識(shí)別數(shù)百個(gè)病原菌和病毒、基因突變,以及人類對(duì)某些種類癌癥的抵抗反應(yīng)。該芯片連同其附屬儀器已經(jīng)獲得了俄羅斯一項(xiàng)國家證書,由于可以大大提高實(shí)驗(yàn)室醫(yī)療診斷效率,其還被稱為是醫(yī)療診斷領(lǐng)域一項(xiàng)重大突破。
俄羅斯官方認(rèn)為,該芯片的研制成功樹立了俄羅斯高科技工業(yè)的國際形象。該芯片80年代開始研制,是俄羅斯科學(xué)家15年辛勤工作的成果,國際上稱之為“俄羅斯生物芯片”。其發(fā)明與已故的俄羅斯分子生物學(xué)學(xué)院主任安德瑞-米扎貝科夫(Andrei Mirzabekov)有著緊密的聯(lián)系。
生物科學(xué)博士維克多-巴斯基說,“這些年來,許多科學(xué)家認(rèn)為研發(fā)郵票大小的生物芯片是不可能的。而米扎貝科夫認(rèn)為人可以征服‘不可能’。他認(rèn)為做‘可能’的事情沒有意思,”
生物芯片的大小和工作能力與電子芯片近似。英國、南斯拉夫、前蘇聯(lián)的科學(xué)家都有研制的意向。南斯拉夫的學(xué)者們應(yīng)邀到美國進(jìn)行該項(xiàng)研究,但沒有取得任何成果。英國科學(xué)家將意向賣給了診斷儀器生產(chǎn)公司。該公司決定將此項(xiàng)目暫放,等待更好的時(shí)機(jī)。而鑒于俄羅斯找到了周期更短更有效率的成功途徑,美國提出讓米扎貝科夫領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)生物芯片研究中心,他同意了,同時(shí)他仍保留了俄羅斯的研究中心。俄羅斯專家直到2001年都同時(shí)在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室展開工作。
生物芯片是光澤金屬板上的一個(gè)小方塊。只有郵票大小,但是可以取代整個(gè)實(shí)驗(yàn)室,包括其職員、數(shù)百支試管以及幾十種各式各樣的設(shè)備。生物芯片的運(yùn)行遵循分子生物學(xué)原理。亞歷山大-扎舍達(dá)特雷夫博士說,“一個(gè)機(jī)器人向金屬板上滴溶液,并探測其上分子的變化情況。這些分子既不是DNA片斷也不是某種類型的蛋白質(zhì),而是細(xì)菌、病毒、毒素等等。然后讓金屬板接受紫外線照射,滴入的液體聚合在性質(zhì)相近的微細(xì)胞中。而一枚生物芯片可以承載4000個(gè)微細(xì)胞。”
過去該實(shí)驗(yàn)室一天可以制造10只芯片,自從科學(xué)家們使用機(jī)器人工作,每天的產(chǎn)量提高到70只,并且簡化了病原體識(shí)別過程。研究人員在受分析液體(比如一滴血)中加入熒光物質(zhì),并將這種液體涂抹在芯片上,液體中的分子開始尋找芯片上相似的分子發(fā)生聚合。熒光物質(zhì)令病毒和可檢測到的基因閃光。因此通過顯微鏡進(jìn)行辨別比較容易。分析圖像還可以放大和打印。閃著熒光的細(xì)胞圖片使得非常復(fù)雜的分析過程得到簡化,花費(fèi)也更少。
俄羅斯科學(xué)院肺結(jié)核中心研究院已經(jīng)對(duì)這種芯片做了性能測試。他們發(fā)現(xiàn),在普通實(shí)驗(yàn)室里可能會(huì)花費(fèi)兩周到兩個(gè)月時(shí)間的診斷,病毒學(xué)家利用生物芯片只花費(fèi)數(shù)小時(shí)就可以完成,辨別出包括瘟疫、霍亂、天花等某些危險(xiǎn)疾病的病原組織。這種芯片還能迅速診斷出白血球增生現(xiàn)象,從而為醫(yī)生搶救病人生命提供更多機(jī)會(huì)。該芯片還可以測定捐獻(xiàn)的血液質(zhì)量,檢測最近幾年引起全球關(guān)注的禽流感、胎兒的基因突變,確認(rèn)身份以及進(jìn)行各種刑事分析等。
芯片診斷比許多知名度較高、花費(fèi)昂貴的方法例如生化酶鏈反應(yīng)診斷要快捷一些,并且便宜很多。俄羅斯芯片的價(jià)錢只有外國產(chǎn)品的1/30。米扎貝科夫院士認(rèn)為,連續(xù)的工業(yè)批量生產(chǎn)將使它更加便宜。俄羅斯生物芯片及其分析設(shè)備目前在美國、法國和朝鮮的實(shí)驗(yàn)室里已投入使用。