生物晶片（biochip）—上

生物晶片（biochip）—上
國立台灣大學師範大學生命科學系曾信豪碩士生/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

生物晶片（biochip）的發展是使目前生醫研究能迅速發展的主要研究工具之一，對於基因調控、新藥開發、疾病分類及疾病診斷等，提供了一個新的研究平台。

圖一、生物晶片是一種利用微型電子技術將大型的分析儀器微小化的微型裝置。

生物晶片是一種利用微型電子技術將大型的分析儀器微小化的微型裝置。將巨分子（macromolecules），例如DNA、抗體、酵素等，以微陣列（microarray）的方式並搭配化學共價結合或物理性吸附的方式，將其高密度並精準的固定在玻璃片、矽晶圓、尼龍薄膜或其他的微面積固體載體材料上，與待測物會發生專一性的生化反應，反應後的訊息可被感測器及時定量及輸出在電腦中，並使其連續化及自動化，這種結合微型的電子技術、微流體系統與生物技術的微型裝置即稱為生物晶片，具有快速、準確、低成本的生化分析檢驗能力（圖一）。目前生物晶片可應用在基因的調控、新藥的開發、疾病的分類以及疾病診斷等生物醫學的研究上，也因為這樣廣泛的應用價值，生物晶片被稱為是本世紀最重要的生醫研究工具。

生物晶片感測器的作用流程可分成兩大部分，分子辨識單元與信號轉換單元。分子辨識單元主要用來與待測物進行分子間的交互作用，來引起後續的訊號傳遞。分子辨識單元的設計有兩項指標：愈高的專一性（specificity）及愈強的親和性（affinity）。目前的的感測器可依分子辨識單元的不同，而分成由生物分子中（例如DNA、抗體、酵素等）所取得的，稱為生物感測器（biosensor）；以及科學家利用化學合成出的辨識單元，稱為化學感測器（chemosensor）。
信號轉換單元是可將分子辨識單元輸出的訊號讀取。常用的信號轉換單元的方式有兩種：分別是由電位的改變所判讀的電化學訊號（electrochemical signal）；以及由顏色變化和吸光係數所判讀的光學訊號（optical signal）。

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參考資料：
WIKIPEDIA- Biochip http://en.wikipedia.org/wiki/Biochip
WIKIPEDIA- DNA microarray http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_microarray
WIKIPEDIA- Antibody microarray http://en.wikipedia.org/wiki/Antibody_microarray
WIKIPEDIA- Hybridization probe http://en.wikipedia.org/wiki/Hybridization_probe
高宇.2009 分子生物學第二版.第二十章生物技術與遺傳工程. 鼎茂出版社.