电脑测病 简单方便
要研制龚海庆教授手中拿的“实验室芯片”，涉及的不仅是基因或DNA的研究技术，还包括微型加工技术及表面化学涂层等技术。
滴一滴血在一片大小如信用卡的芯片上，把它插入电脑内，半个小时后，就能完成血液检验，知道身体哪个部位有毛病，或是自己的基因潜伏了什么疾病，整个过程，就和现在检验是否受孕一样方便。
这绝非不可思议，一年前，这个构想已在南洋理工大学和国防医学院逐渐落实。
小小一片生物芯片，就是把分子生物实验室缩小在芯片上，省去在实验室花几天的时间来完成血液检验的工作。
而它最大的突破，就是能在芯片上完成细胞分离、提取DNA、提存所需的DNA等前置处理的步骤，这是目前市面上许多生物芯片都无法做到、或正苦思如何突破的局限。
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把许多仪器功能缩小到芯片上处理
南大机械与生产工程学院龚海庆副教授日前受访时，就详细解释了这种称作“实验室芯片”(lab-on-s-chip)的优点。这个研究计划的主要合作研究者是国防医学研究院分子基因学实验室主任叶平发博士。
基本上，生物芯片可分微流体(处理型芯片)和微阵列(基因芯片)两大类。
微流体芯片是结合生物技术、微电子、微机械等技术，将实验室中许多仪器的功能缩小到芯片上来处理。
微阵列芯片则是将基因的片段或DNA、蛋白质、抗体等生物分子，以机器点在芯片上，小小芯片可点上数万个点。
使用微阵列芯片，以血液检验为例，血液必须进行前置处理，经过细胞分离的纯化、提取DNA、加强DNA的浓度、复制并放大、再以荧光标示等步骤后，才可点在微阵列芯片做杂交反应，找出检验结果。
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而微流体芯片，就是把前置处理，微缩在芯片上，有了它，就可告别步骤繁复、仪器多多的实验室。它就好比个人生物析卡或微型分子生物实验室。
有令人“非常鼓舞的突破”
生物芯片 应用领域广泛
生物芯片有什么魅力？
它可应用的领域非常广，除了可作为生物和医学研究、诊断疾病、新药开发等的研究工具，还能供作国防军事的侦察、法医辩识鉴定、环境和食品检验等。
重要的是，生物芯片能缩短传统实验室的检验或试验时间，而且敏感度更强，能在小小空间完成多个不同病种或生物种类的测试，对疾病诊断极为有效。
价格下滑 使用普及
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根据美国市场研究估计，目前全球的微阵列芯片(基因芯片)用量约25万片，每片价格也已从最初的1000美元(约1700新元)下滑，而且使用技术越来越普及。
所谓的微阵列芯片，是在芯片上涂上单链的DNA，然后把要化验、原本是双链的DNA，打破成单链，当这个单链与另一条单链相结合时，就会通过预先涂上的荧光色呈现出来，一般是青色或黄色。
简单的说，要测试病人体内带有哪种癌症，就从病人的血液提取基因，放在基因芯片上，如果呈现荧光青色，显示带有导致肺癌的基因，呈黄色表示带有导致胃癌的基因，以此类推。
龚海庆副教授说，虽然许多国家都对微流体芯片展开多方研制，但往往无法突破这些繁复的前置处理障碍。南大和国防医学研究院一起研制的生物芯片，就在这方面取得令人非常鼓舞的突破。
先从纯化血液说起，单是简单的分化白细胞和红细胞，如果不能把红细胞清除，之后的DNA检验步骤就会受到干扰，只有白细胞内带有DNA。而南大的实验室芯片，就通过微型结构来阻挡红细胞的流动，只提取和化验红细胞中的DNA。
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即使是纯化和提取DNA液的步骤成功，也必须确保DNA液能顺利流到芯片的下一个部位，展开第二阶段的检验步骤。
龚海庆说，许多科研人员都掌握了DNA液的流动控制，一般是采用电场驱动和电渗透的方式。
正因为世界各地的科学家都不能完全克服检验基因的前置处理步骤，或是无法全面掌握微电子机械加工技术，因此目前这种“实验室芯片”还没有任何商品问世。但肯定的是，它是未来芯片的发展趋势。
龚海庆说，要研制“实验室芯片”，涉及的不仅基因或DNA的研究技术，还包括微型加工技术及表面化学涂层等技术。
此外，除了研制芯片本身，还得编写所需的电脑软件，这一来，只要把血液滴在芯片上，放入电脑内，电脑就会解读化验结果。
目前南大等的实验室芯片已研制了样品设计，正在测试中，相信很快就有成绩，希望能在几年内加以商品化。
这个生物芯片的研制计划拨款是365万元，合作研究伙伴除了国防医学研究院，还有微电子技术研究院、材料研究院和高性能计算研究院。
早报中英对照：
脱氧核糖核酸 DNA
生物芯片 biochips
微阵列芯片 microarray chips
微流体芯片 microfluidics chips, http://www.100md.com