O que é um BioChip e tipos de BioChips

O primeiro biochip foi inventado por uma empresa americana chamada Affymetrix, e o produto desta empresa é o GeneChip (DNA microarrays). Esses produtos compreendem o número de sensores de DNA individuais usados ​​para detectar defeitos. Biochip desempenha um papel essencial no campo da pesquisa em biologia, como biologia de sistemas, bem como biologia de doenças, enquanto o número de aplicações clínicas está aumentando. É um conjunto de microarrays que são colocados sobre uma superfície forte de um substrato para permitir que milhares de reações sejam realizadas em menos tempo. O desenvolvimento do biochip inclui principalmente a combinação de biologia molecular, bioquímica e genética. Os biochips são usados ​​para analisar moléculas orgânicas conectadas a um organismo vivo. Este artigo discute o que é biochip, tipos, biochips e seus usos , desvantagens e suas aplicações.

O que é um biochip?

Um biochip é um conjunto de microarrays diminuídos que são colocados em um substrato forte que permite que muitos experimentos sejam executados ao mesmo tempo para obter um alto rendimento em menos tempo. Este dispositivo contém milhões de elementos sensores ou biossensores. Ao contrário dos microchips, não são dispositivos eletrônicos. Todo e qualquer biochip pode ser considerado um microrreator que pode detectar um analito específico como uma enzima, proteína, DNA, molécula biológica ou anticorpo. A principal função desse chip é realizar centenas de reações biológicas em poucos segundos, como a decodificação de genes (uma sequência de DNA).

Princípio de funcionamento de um biochip:

O funcionamento do Biochip inclui principalmente as seguintes etapas.

1. Etapa 1:o operador gera um campo eletromagnético de baixa potência por meio de sinais de rádio
2. Etapa 2:o biochip fixo é ligado
3. Passo 3:O chip ativado transmite o código de identificação reverso para o operador por meio de sinais de rádio
4. Etapa 4:o Reader fortalece o código recebido para alterá-lo para a forma digital e finalmente exibi-lo no LCD.

Componentes de BioChips

O Biochip compreende dois componentes:o transponder e também o leitor.

1) Transponder

Os transponders são de dois tipos, a saber, transponder ativo e transponder passivo. Este é um transponder passivo, o que significa que ele não contém nenhuma de sua própria energia ou bateria, enquanto que no passivo, não está ativo até que o operador o ative dando-lhe uma carga elétrica baixa. Este transponder consiste em quatro partes, como bobina de antena, microchip de computador, cápsula de vidro e um capacitor de sintonia.

• O microchip do computador armazena um número de identificação única (UID) que varia de 10 a 15 dígitos.
• A bobina da antena é muito pequena, primitiva e este tipo de antena é usada para enviar e receber os sinais do scanner ou leitor.
• O carregamento do capacitor de sintonia pode ser feito com o pequeno sinal, ou seja, 1/1000 de um watt que é enviado pelo operador.
• A cápsula de vidro contém a bobina da antena, o capacitor e o microchip e é feita com um material biocompatível, ou seja, vidro de cal sodada.

2) Leitor

O leitor é composto por uma bobina chamada “excitador” e forma um campo eletromagnético através de sinais de rádio. Ele oferece a energia necessária (<1/1000 de um watt) para ativar o biochip. O leitor carrega uma bobina de recepção para receber o número de ID ou código transmitido enviado de volta do biochip implantado excitado.

Tipos de BioChips

Existem três tipos de biochips disponíveis:microarray de DNA, chip microfluídico e microarray de proteína.

1) Microarray de DNA

Um microarray de DNA ou biochip de DNA é um conjunto de minúsculos pontos de DNA fixados em uma superfície forte. Um pesquisador utiliza para calcular os níveis de expressão de um grande número de genes. Cada marca de DNA compreende picomoles de genes específicos, denominados sondas. Podem ser um segmento curto de um material genético em situações de alta rigidez. Normalmente, a hibridização sonda-alvo é observada e contada pelo reconhecimento de alvos marcados com fluoróforo ou quimioluminescência para decidir a quantidade relativa de séries de ácido nucleico no alvo. Matrizes inovadoras de ácido nucleico eram macro matrizes de cerca de 9 cm X 12 cm e a análise inicialmente automatizada baseada em ícones foi publicada no ano de 1981.

2) Chip microfluídico

Biochips microfluídicos ou lab-on-a-chip são uma escolha para laboratórios bioquímicos usuais e estão transformando várias aplicações, como análise de DNA, procedimentos de biologia molecular e proteômica, que é conhecido como o estudo de proteínas e diagnóstico de doenças (patologia clínica). Esses chips estão se tornando mais complexos com o uso de milhares de componentes, mas esses componentes são projetados fisicamente como um plano personalizado completo de baixo para cima, que é uma força de trabalho muito grande.

3) Microarray de proteínas

Um microarray de proteína ou método de chip de proteína é usado para seguir as ações, bem como as conexões de proteínas, e para descobrir sua função em grande escala. A principal vantagem do microarray de proteínas é que podemos rastrear um grande número de proteínas em paralelo. Este chip de proteína compreende uma superfície para suportar, como uma placa de microtitulação ou conta, membrana de nitrocelulose, a lâmina de vidro. São automatizados, rápidos, econômicos, muito sensíveis, consomem menos quantidade de amostras. A primeira metodologia de chips de proteína foi introduzida em microarranjos de anticorpos de publicação científica no ano de 1983. A tecnologia por trás desse chip foi bastante fácil de desenvolver para microarranjos de DNA, que se tornaram os microarranjos mais comumente usados.

Vantagens e desvantagens dos biochips

As vantagens do biochip incluem o seguinte.

• O biochip é usado para resgatar doentes
• Muito pequeno em tamanho, poderoso e mais rápido.
• Os biochips são úteis para encontrar pessoas perdidas
• Os biochips podem ser usados ​​para identificar as pessoas individualmente
• Os biochips realizam milhares de reações biológicas em poucos segundos.

As desvantagens do biochip incluem o seguinte.

• Os biochips são caros
• O biochip levanta problemas perigosos de privacidade individual.
• O biochip marca o fim da liberdade e do respeito próprio do ser humano.
• Haverá uma chance de transformar qualquer pessoa em uma pessoa controlada
• Os biochips podem ser fixados no corpo humano sem sua interferência.

Aplicativos de biochips

As aplicações do biochip incluem o seguinte.

• Usando este chip, podemos rastrear uma pessoa ou animal em qualquer lugar do mundo.
• Este chip é usado para armazenar e atualizar as informações de uma pessoa, como dados demográficos e financeiros médicos.
• Um biochip leva a sistemas de comércio eletrônico seguros
• Esses chips são eficazes para restaurar os registros médicos, dinheiro, passaporte, etc.
• O biochip pode ser aplicável na área médica como um sensor de BP, detector de glicose e sensor de oxigênio.

Finalmente, a partir das informações discutidas acima, podemos concluir que os biochips são precisos, rápidos e miniaturizados. O espaço do biochip fica na interseção entre a fabricação de chips, a biologia da molécula, a genômica e o processamento de sinais. O mercado de biochips e suas aplicações aumentou em várias regiões de pesquisa essenciais. Aqui está uma pergunta para você, qual é a definição de biochip ?