Биочип

Клонирование и расшифровка генома дадут информацию, объем и значение которой постепенно будут возрастать. Использование биочипов, компьютерных банков данных поможет не утонуть в этой бездне информации. Биохимики должны будут определять функции продуктов генов, выяснять их возможные посттрансляционные модификации, взаимодействия между собой и т. д. [c.545]

Метод фотолитографии используется для получения поверхностей с пространственно разделенными биомолекулами (биочипы), которые используются для изучения взаимодействий белок — ДНК, поиска новых лекарств и др. [299,300]. На рис. 5.54 приведена схема иммобилизации молекул ДНК на поверхности золота по определенному шаблону. [c.252]

Рис. 5.54. Конструирование поверхности биочипа путем сочетания химического модифицирования и фотолитографии. Результат - квадратики привитой ДНК на фоне поли-этиленгликоля. Уравнения химических реакций (1)-(7) и структуры использованных реагентов

Основная проблема при конструировании и применении ферментных биосенсоров - увеличение продолжительности их действия. Дело в том, что природный (нативный) фермент сохраняет свои свойства лишь в течение относительно короткого времени. Поэтому его закрепляют на поверхности электрода с помощью специальных реагентов, вводят в пленку пористого полимера или гель, либо ковалентно пришивают к подложке. При этом фермент перестает быть подвижным, не вымывается из биослоя, а его каталитическое действие сохраняется. В последнее время для создания биосенсоров используют планарную технологию (фотолитографию, полупроводниковую технику и др.), по которой можно изготовить так называемый биочип, объединяющий сенсорную часть, трансдьюсер, аналого-цифровой преобразователь и микропроцессор для измерения аналитического сигнала и расчета результатов анализа. [c.500]

Перспективы развития нанотехнологии трудно вообразить. В медицине все существующие методы лечения изменятся до неузнаваемости. Не надо будет кормить пациентов таблетками, оперировать, пересаживать органы и др. Все будет происходить на молеку тярном уровне. В пациента будут запускать систему биокомпозиционных машин, которая в зависи.мости от ситуации станет лечить зараженные вирусом или мутировавшие клетки, изменяя структуру ДНК или перестраивая ее. Планируется создать компьютеры на основе биочипов, состоящих из молекул ДНК. Ведь на ДНК любой бактерии можно поместить в. миллионы раз больше информации, чем вмещает память совре.менного ко.м-пьютера. С помощью таких персональных компьютеров вполне реально разработать программы по созданию новых мoлeкyJ яpныx машин и, главное, алгоритмов их действия. [c.179]

Уже используются биосенсоры, позволяющие контролировать появление опасных метаболитов в ходе хирургической операции. Подобный контроль уровня метаболитов может стать обычным при использовании миниатюрных имплантатов, которые могли бы немедленно исправлять ситуацию, если появляются какие-либо изменения. На основе биочипов можно создать более чувствительные биосенсоры меньшего размера. Точно так же, как использование силиконовых микрочипов привело к уменьшению размеров компьютеров, использование полуттроводнико-вых органических молекул вместо силикона приведет к дальнейшему уменьшению размеров биосенсоров. Электрический сигнал сможет проходить по этим молекулам, и электрическая цепь будет шириной в одну молекулу. Биочипы должны быть достаточно малы, чтобы их можно было имплантировать в тело человека. Тогда станут возможны такие устройства, как искусственные органы чувств и стимуляторы ритма сердца. [c.95]

Рекомбинантные ДНК могут быть широко использованы для выявления возбудителей методом молекулярной гибридизации. Этот метод позволяет быстро и точно диагностировать инфекционные болезни, может использоваться для пренатального диагноза генетических дефектов, выявления животных — носителей возбудителя. Метод основан на использовании зондов — ДНК, меченных радиоактивными соединениями или биочипами, с последующей гибридизацией зондов с образцами ткани животного — носителя возбудителя болезни. Это особенно ценно для выявления скрытых инфекций (хламидиозы, медленные инфекции). Использование молекулярных зондов на основе ДНК позволяет идентифицировать близких по своим свойствам возбудителей. [c.254]

Другой подход основан на объединении двух и более однотипных или разнотипных ЭВМ в вычислительные комплексы и далее — в вычислительные сети. Однако наиболее перспективным кажется путь поиска новых элементов, дающих гораздо более высокое быстродействие, чем интегральные схемы, и разработка новых принципов построения и организации работы ЭВМ. Интересны в этом плане работы в молекулярной микроэлектронике по созданию молекулярных электронных схем для вычислительных машин (в иностранной литературе— биочипы ), в которых роль отдельных элементов играют большие органические или биологические молекулы, а также разработка принципов построения биокомпьютеров. [c.42]

Литография и микроконтактная печать. Значительный теоретический и практический интерес представляет задача управления надмолекулярной организацией или дизайна привитого слоя. Дизайн — слово английского происхождения (design), имеющее одним из своих значений направленное конструирование с целью придания объекту требуемых свойств . В контексте данного раздела этот термин будет употребляться в смысле направленного получения поверхностных структур с определенной пространственной организацией, т. е. рисунков , состоящих из молекул, закрепленных на поверхности твердого тела. Поверхности со сложной пространственной организацией привитых слоев необходимы для фундаментальных исследований. в области молекулярных механизмов межфазных взаимодействий (адсорбция, смачивание, адгезия, трение), молекулярного распознавания, катализа и др. С практической точки зрения поверхности со сложной топологией перспективны в микроэлектронике, микромеханике, для разработки оптико-электронных материалов, сенсоров, биочипов и др. [c.251]

Современная генетика не обходит стороной и информационные технологии. Благодаря ее успехам возникла новая научная дисциплина - биоинформатика, которая помогает использовать и интерпретировать обширную информацию, получаемую в молекулярно-генетических исследованиях, особенно при анализе первичной структуры целых геномов высших организмов, а также глобальных профилей экспрессии генов с применением биочипов. Более того, формируется новое направление исследований по созданию биокомпьютеров, которые в будущем могут составить сильную конкуренцию современным кремниевым технологиям. Так, будущие биофотонные компьютеры на основе фотонных процессоров, построенных с использованием биомолекул, по своему быстродействию могут оставить далеко позади вычислительную технику сегодняшнего дня. [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология