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. O 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).
Biochip
Princípio de funcionamento de um biochip:
O funcionamento do Biochip inclui principalmente as seguintes etapas.
- Etapa 1: o operador gera um campo eletromagnético de baixa potência por meio de sinais de rádio
- Etapa 2: o biochip fixo é ativado
- Passo 3: O chip ativado transmite o código de identificação reverso para o operador por meio de sinais de rádio
- Passo 4: O leitor fortalece o código recebido para transformá-lo em formato digital e finalmente exibi-lo no LCD.
Componentes de BioChips
O Biochip compreende dois componentes: o transponder e também o leitor.
Componentes de BioChips
1) Transponder
Os transponders são de dois tipos, a saber, transponder ativo e transponder passivo. Este é um transponder passivo, o que significa que 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 usado 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, capacitor e microchip, e é feito com um material biocompatível, nomeadamente 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. Oferece a energia necessária (<1/1000 of a watt) to activate the biochip. The reader carries a receiving coil for receiving the ID number or transmitted code sent back from the excited implanted biochip.
Tipos de BioChips
Existem três tipos de biochips disponíveis: microarray de DNA, chip microfluídico e microarray de proteína.
Tipos de BioChips
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. Pode 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 nucléico 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 os laboratórios bioquímicos usuais e estão transformando diversas aplicações como análise de DNA, procedimentos de biologia molecular, proteômica que é conhecida 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, chamados de plano personalizado completo de baixo para cima, que é uma grande força de trabalho
3) Microarray de Proteína
Um microarray de proteína ou método de chip de proteína é usado para acompanhar as ações, bem como as conexões das 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 microarrays de anticorpos de publicação científica no ano de 1983. A tecnologia por trás desse chip foi bastante fácil de desenvolver para microarrays de DNA, que se tornaram os microarrays mais usados.
Vantagens e desvantagens dos biochips
As vantagens do biochip inclui o seguinte.
- O biochip é usado para resgatar os 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.
- Biochips são caros
- Biochip levanta problemas perigosos de privacidade individual.
- Biochip marca o fim da liberdade e do respeito próprio do ser humano.
- Haverá uma chance de transformar cada 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 financeiros e demográficos médicos.
- Um biochip leva a sistemas de comércio eletrônico seguros
- Esses chips são eficazes na restauração de 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, com base nas informações discutidas acima, podemos concluir que os biochips são precisos, rápidos e miniaturizados. O espaço do biochip encontra-se na interseção entre a fabricação de chips, biologia da molécula, genômica e processamento de sinal . O mercado de biochips e suas aplicações aumentou em várias regiões de pesquisa essenciais. Aqui está uma pergunta para você, qual é o definição de biochip ?
