La première biopuce a été inventée par une société américaine à savoir Affymetrix, et le produit de cette société est GeneChip (puces à ADN). Ces produits comprennent le nombre de capteurs ADN individuels utilisés pour détecter les défauts. La biopuce joue un rôle essentiel dans le domaine de la recherche en biologie comme la biologie des systèmes ainsi que la biologie des maladies alors que le nombre d'applications cliniques augmente. Il s'agit d'un ensemble de microréseaux qui sont placés sur une surface solide d'un substrat pour permettre à des milliers de réactions d'être effectuées en moins de temps. Le développement de la biopuce comprend principalement la combinaison de la biologie moléculaire, de la biochimie et de la génétique. Les biopuces sont utilisées pour analyser des molécules organiques liées à un organisme vivant. Cet article explique ce qu'est la biopuce, les types, les biopuces et leurs utilisations , ses inconvénients et ses applications.
Qu'est-ce qu'une biopuce?
Une biopuce est un ensemble de microréseaux réduits qui sont placés sur un substrat solide qui permet à de nombreuses expériences d'être exécutées en même temps pour obtenir un débit élevé en moins de temps. Cet appareil contient des millions d'éléments de capteur ou biocapteurs . Pas comme les micropuces, ce ne sont pas des appareils électroniques. Chaque biopuce peut être considérée comme un microréacteur capable de détecter un analyte particulier comme une enzyme, une protéine, un ADN, une molécule biologique ou un anticorps. La fonction principale de cette puce est d'effectuer des centaines de réactions biologiques en quelques secondes comme le décodage de gènes (une séquence d'ADN).
Biopuce
Principe de fonctionnement d'une biopuce:
Le fonctionnement de Biochip comprend principalement les étapes suivantes.
- Étape 1: l'opérateur génère un champ électromagnétique de faible puissance via des signaux radio
- Étape 2: la biopuce fixe est activée
- Étape 3: La puce activée transmet le code d'identification inverse à l'opérateur via des signaux radio
- Étape 4: Le lecteur renforce le code reçu pour le changer en forme numérique et le montre enfin sur l'écran LCD.
Composants de BioChips
La biopuce comprend deux composants à savoir le transpondeur et le lecteur.
Composants de BioChips
1) transpondeur
Les transpondeurs sont de deux types, à savoir le transpondeur actif et le transpondeur passif. Il s’agit d’un transpondeur passif, ce qui signifie qu’il ne contient ni énergie ni batterie, alors qu’en mode passif, il n’est pas actif tant que l’opérateur ne l’active pas en lui donnant une faible charge électrique. Ce transpondeur se compose de quatre parties telles qu'une bobine d'antenne, une puce informatique, une capsule en verre et un condensateur d'accord.
- La micropuce de l'ordinateur stocke un numéro d'identification unique (UID) qui va de 10 à 15 chiffres.
- La bobine d'antenne est très petite, primitive et ce type de antenne est utilisé pour envoyer et recevoir les signaux du scanner ou du lecteur.
- La charge du condensateur d'accord peut être effectuée avec le petit signal, c'est-à-dire 1/1000 de watt qui est envoyé par l'opérateur.
- La capsule en verre contient la bobine d'antenne, condensateur , et micropuce, et il est fabriqué avec un matériau biocompatible à savoir le verre sodocalcique.
2) lecteur
Le lecteur comprend une bobine nommée «excitateur» et il forme un champ électromagnétique à travers des signaux radio. Il offre l'énergie nécessaire (<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.
Types de BioChips
Il existe trois types de biopuces disponibles, à savoir la puce à ADN, la puce microfluidique et la puce à protéines.
Types de BioChips
1) puce ADN
Une puce à ADN ou une biopuce d'ADN est un ensemble de minuscules points d'ADN fixés sur une surface solide. Un chercheur utilise pour calculer les niveaux d'expression pour un grand nombre de gènes. Chaque marque ADN comprend des picomoles de gènes particuliers qui sont appelés sondes. Il peut s'agir d'un court segment d'un matériel génétique dans des situations de rigidité élevée. Habituellement, l'hybridation sonde-cible est remarquée et comptée par reconnaissance de cibles marquées au fluorophore ou à la chimioluminescence pour décider de la quantité relative de séries d'acide nucléique dans la cible. Les réseaux innovants d'acide nucléique étaient des macro-réseaux d'environ 9 cm X 12 cm et l'analyse initialement automatisée basée sur des icônes a été publiée en 1981.
2) Puce microfluidique
Les biopuces microfluidiques ou le laboratoire sur puce sont un choix pour les laboratoires biochimiques habituels et transforment plusieurs applications telles que l'analyse ADN, les procédures de biologie moléculaire, la protéomique connue sous le nom d'étude des protéines et de diagnostic des maladies (pathologie clinique). Ces puces deviennent de plus en plus complexes en utilisant des milliers de composants, mais ces composants sont physiquement appelés plan entièrement personnalisé ascendant, ce qui représente une main-d’œuvre très importante.
3) Microarray de protéines
Une méthode de microréseau à protéines ou de puce à protéines est utilisée pour suivre les actions ainsi que les connexions des protéines, et pour découvrir leur fonction à grande échelle. Le principal avantage des puces à protéines est que nous pouvons suivre un grand nombre de protéines en parallèle. Cette puce protéinée comprend une surface pour supporter comme plaque de microtitrage ou bille, membrane de nitrocellulose, la lame de verre. Ceux-ci sont automatisés, rapides, économiques, très sensibles, consomment moins de quantité d'échantillons. La première méthodologie de puces à protéines a été introduite dans les microréseaux d'anticorps de publication scientifique en 1983. La technologie derrière cette puce a été assez facile à développer pour les microréseaux à ADN, qui sont devenus les microréseaux les plus couramment utilisés.
Avantages et inconvénients des biopuces
Les avantages de biopuce inclure les éléments suivants.
- La biopuce est utilisée pour sauver les malades
- De très petite taille, puissant et plus rapide.
- Les biopuces sont utiles pour retrouver les personnes perdues
- Les biopuces peuvent être utilisées pour identifier les personnes individuellement
- Les biopuces effectuent des milliers de réactions biologiques en quelques secondes.
Les inconvénients de la biopuce sont les suivants.
- Les biopuces coûtent cher
- La biopuce pose de dangereux problèmes de confidentialité individuelle.
- La biopuce marque la fin de la liberté et du respect de soi de l'être humain.
- Il y aura une chance de transformer chaque personne en une personne contrôlée
- Les biopuces peuvent être fixées dans le corps humain sans leur interférence.
Applications de biopuces
Les applications de la biopuce comprennent les suivantes.
- En utilisant cette puce, nous pouvons retracer une personne ou un animal partout dans le monde.
- Cette puce est utilisée pour stocker et mettre à jour les informations d'une personne comme les données médicales financières et démographiques.
- Une biopuce mène à des systèmes de commerce électronique sûrs
- Ces puces sont efficaces pour restaurer les dossiers médicaux, d'argent liquide, de passeport, etc.
- La biopuce peut être applicable dans le domaine médical en tant que capteur de tension artérielle, détecteur de glucose et capteur d'oxygène.
À partir des informations discutées ci-dessus enfin, nous pouvons conclure que les biopuces sont précises, rapides et miniaturisées. L'espace biopuce se situe à l'intersection entre la fabrication de puces, la biologie des molécules, la génomique et traitement de signal . Le marché des biopuces et de ses applications s'est développé dans un certain nombre de régions de recherche clés. Voici une question pour vous, quel est le définition de la biopuce ?
