芯片的原理应用

芯片的原理应用
芯片的原理应用

一、芯片的应用

与PCR技术一样,芯片技术已经开展和将要开展的应用领域非常的广泛。生物芯片的第一个应用领域是检测基因表达。但是将生物分子有序地放在芯片上检测生化标本的策略是具有广泛的应用领域,除了基因表达分析外,杂交为基础的分析已用于基因突变的检测、多态性分析、基因作图、进化研究和其它方面的应用,微阵列分析还可用于检测蛋白质与核酸、小分子物质及与其它蛋白质的结合,但这些领域的应用仍待发展。对基因组DNA进行杂交分析可以检测DNA编码区和非编码区单个碱基改变、确失和插入,DNA杂交分析还可用于对DNA进行定量,这对检测基因拷贝数和染色体的倍性是很重要的。

用于DNA分析的样品可从总基因组DNA或克隆片段中获得,通过酶的催化掺入带荧光的核苷酸,也可通过与荧光标记的引物配对进行PCR扩增获得荧光标记DNA样品,从DNA转录的RNA可用于检测克隆的DNA片段,RNA探针常从克隆的DNA中获得,利用RNA聚合酶掺入带荧光的核苷酸。

对RNA进行杂交分析可以检测样品中的基因是否表达,表达水平如何。在基因表达检测应用中,荧光标记的探针常常是通过反转录酶催化cDNA合成RNA,在这一过程中掺入荧光标记的核苷酸。用于检测基因表达的RNA探针还可通过RNA聚合酶线性扩增克隆的cDNA获得。在cDNA芯片的杂交实验中,杂交温度足以除DNA中的二级结构,完整的单链分子(300-3000nt)的混合物可以提供很强的杂交信号。对寡核苷酸芯片,杂交温度通常较低,强烈的杂交通常需要探针混合物中的分子降为较短的片段(50-100nt),用化学和酶学的方法可以改变核苷酸的大小。

不同于DNA和RNA分析,利用生物芯片进行蛋白质功能的研究仍有许多困难需要克服,其中一个难点就是由于许多蛋白质间的相互作用是发生在折叠的具有三维结构的多肽表面,不像核酸杂交反应只发生在线性序列间。芯片分析中对折叠蛋白质的需要仍难达到,有以下几个原因:

  • 芯片制备中所用的方法必需仍能保持蛋白质灵敏的折叠性质,而芯片制备中所有的化学试剂、热处理、干燥等均将影响到芯片上蛋白质的性质。
  • 折叠蛋白质间的相互作用对序列的依赖性更理强,序列依赖性使得反应动力学和分析定量复杂化。
  • 高质量的荧光标记蛋白质探针的制备仍待进一步研究。这些原因加上其它的问题减慢了蛋白质芯片检测技术的研究。

二、芯片工作原理

BIOS程序是由芯片工厂使用特殊的方法烧录进去的,以前的BIOS芯片中的内容只能读不能改,一且烧录进去,用户只能验证写入的资料是否正确,不能再作任何修改。后来,芯片慢慢从PROM(Programmable ROM,可编程ROM)、EPROM(Erasable Programmable ROM,可擦除可编程ROM)、EEPROM(Electrically-Eiasable Programmable Read-Only Memory,电可擦除可编程只读内存),一路升级到系统之家如今的FLASHROM(快擦写存储芯片),我们已经可以通过很多种方法针对FLASHROM进行数据的修改,甚至很多主板厂商还提供了BIOS升级的程序和网站。

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