바이오칩 (Biochips) 은 90 년대 중반에 발전한 첨단 기술이다. 그것은 슬라이드, 실리콘을 운반체로 하여 단위 면적에 대량의 생체 물질을 고밀도로 배열하여 한 번의 실험으로 여러 질병을 동시에 탐지하거나 다양한 생물 샘플을 분석하는 목적을 달성했다. 유전자 칩, DNA 칩 또는 마이크로어레이 (Microarrays) 라고도 합니다. 그 개념은 컴퓨터 칩에서 유래한 것으로, 그것들의 외형도 약간 비슷하다. 바이오칩은 유전자 칩, 단백질 칩, 칩 실험실, 세포 칩, 조직 칩 등 다양하다. 현재 유전자 칩과 칩 실험실은 바이오칩의 대표로서 이미 실험실에서 나와 산업화를 시작했다.
바이오칩의 본질은 바이오신호의 병렬 분석으로 마이크로전자학의 병렬 처리와 고밀도 통합의 개념을 채택하고, 마이크로가공공예를 통해 센티미터의 칩에 수천 개의 생명 관련 정보 분자를 통합하여 생명과학과 의학의 다양한 생화학반응 과정을 통합하여 유전자, 리간드, 항원 등 생체 활성 물질을 통합할 수 있다
< P > 1980 년대에는 전통적인 생물학 실험실에서 10 여 개의 DNA 단편을 수동으로 측정하는 데 최소 하루 이상이 걸렸다. 현재 수십만 달러에 달하는 자동화된 DNA 서열 분석기를 사용하여 하루에 거의 2000 개의 DNA 서열을 측정할 수 있다.유전자 칩 (Gene chip) 은 가장 먼저 등장한 바이오칩이다.
유전자 칩은 대량의 프로브 분자를 지지물 (substrate) 에 고정시킨 다음 표시된 샘플과 교잡하여 잡교 신호의 강약을 검출하여 샘플의 분자 수를 판단하는 것을 말한다. 유전자 칩에는 많은 뉴클레오티드 서열이 고정되어 있는데, 이들은 프로브로 샘플의 대상 유전자와 교잡한다. 프로브의 바닥에는 형광 효소가 있는데, 프로브가 대상 유전자와 교잡할 때만 발광한다. 스캐너를 통해 프로브에서 나오는 신호를 분석 가능한 이미지 데이터로 변환하여 소프트웨어 분석 처리를 통해 샘플에서 감지된 대상 유전자가 무엇인지 알 수 있습니다.
바이오칩의 응용은 빠르게 발전하고 있으며 생활과 생산의 모든 방면에서 점점 더 중요한 역할을 할 것이다. 예를 들면 칩 시퀀싱, 유전자지도 작성, 유전자 표현 분석, 복제 선택, 유전자 돌연변이 검출, 유전병 및 종양 진단, 미생물 균주 식별 및 치료 메커니즘, 약물 연구, 농림업, 군사의학 등이 있다.
머지않아 기존의 복잡한 신체검사가 유전자 칩으로 완전히 대체될 수 있다. 조작 중 인체에서 피 한 방울을 채취해 엄지갑 크기의 칩에 올려놓으면 피검자가 유전병을 앓고 있는지, 기타 가능한 유전적 결함을 컴퓨터에 의해 신속하게 자동으로 진단할 수 있다. 앞으로 몇 년 동안 건강회복될 위협을 예측하여 적절한 대책을 강구하여 예방할 수 있다. (존 F. 케네디, 건강관리명언) (알버트 아인슈타인, 건강관리명언) (알버트 아인슈타인, 건강관리명언)
칩 유전자 검사의 보급은 출생 결함의 발생률을 더욱 효과적으로 낮출 것이다. 이 칩을 이용하여 육령 남녀 및 3 개월 이상 태아를 검사하면 테스트 대상자가 B 형 간염 바이러스, C 형 간염 바이러스, 에이즈를 가지고 있는지 정확하고 신속하게 감지할 수 있다.
1 분 혈액 샘플, 2 분 검사, 3 분 진단 결과! 신화처럼 들린다. 그러나 바이오칩으로 이 신화 는 현실 이 될 것 이다. 앞으로 누구나 언제 어디서나 건강 상태 를 자측할 수 있는 것 이 바로 그 신기한 곳 이다. 검사 시, 피를 칩에 떨어뜨리기만 하면, 그 중 질병 유전자는 칩에 상응하는 유전자와 화학반응을 일으켜 특수 컴퓨터 스캐너로 스캔한 후, 컴퓨터는 곧 어떤 질병이 반응하는지 식별할 수 있게 되어, 검사자가 어떤 병에 걸렸는지 판단할 수 있다.
경제적 측면에서 바이오칩의 가장 큰 응용 분야는 신약 개발일 수 있습니다. 현재 많은 제약 회사들이 칩 개발에 개입하고 있다. 개인차가 있기 때문에 모든 환자에게 적용될 수 있는 약이 하나도 없다고 할 수 있다. 따라서 모든 사람의 독특한 유전자에 따라 전용 약물, 즉 개인화된 약물을 개발하는 것은 약물 치료학에서 질적인 도약이 될 것이다.
이것은 환자의 여러 유전자가 이미 약을 투여하는 방안을 신속하게 분석해야 하며, 유전자 칩 기술이 최선의 선택이 될 것이다.
< P > 바이오칩의 거대한 산업에 직면하여 우리 과학자들도 적극적으로 행동하여 우리나라 자주지적재산권을 개발한 바이오칩을 개발하여 의료용 바이오칩 연구와 엔지니어링 기술의 일부 방면에서 국제 선진 수준에 이르렀다. 2000 년 10 월 칭화대 바이오칩 연구개발센터 정경 교수는 국제바이오칩 기술대회에서 세계 최초의 1 제곱 센티미터 크기의 멀티파워 바이오칩 플랫폼 시스템을 개발했다고 발표했다. 손톱 크기의 칩에 마이크로실험실을 설치해 의학 기초 연구, 질병 진단, 사법감정, 식품 위생 감독, 우주, 환경 보호 등의 분야에 대한 분석 테스트를 할 수 있다. 위의 성과는 중국이 바이오칩 분야에서 늦게 시작되었지만 미국 유럽 일본에 비해 실물을 실제로 제작할 수 있는 능력에 비해 상당한 차이가 있음을 보여준다.
아마도 가까운 장래에 바이오칩이 당신과 나 옆에 있다는 것을 알게 될 것입니다!