ביו-שבב – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
clean up, replaced: [[קטגוריה: ← [[קטגוריה: (2) באמצעות AWB
clean up באמצעות AWB
שורה 16:
במהלך השנים שלאחר מכן, בעקבות הרצון לפתח כלי יעיל יותר שיאפשר לאמוד את התהליכים הכימיים בתוך התאים ולרתום אותם לטובת פיתוחים רפואיים/טכנולוגיים, קבלה ה[[ביוטכנולוגיה]] את השראתה מתהליכי המזעור שבתעשיית ה[[מוליך למחצה|מוליכים-למחצה]]. השילוב בין שני תחומים אלה הוליד את הביו-שבב המשמש ככלי לביצוע מספר רב של ריאקציות בו-זמנית ואנליזה מהירה ביותר של חומרים ביולוגיים. הביו-שבב מתמחה בשילוב בין מבנים ביולוגיים [[תרכובת אורגנית|אורגנים]] או [[תרכובת אי-אורגנית|איאורגנים]] מלאכותיים הקיימים בממדים קטנים מגודל אברוני התא באמצעות תהליכי מיזעור. ביו שבבים מסוימים הם בעלי ממשק ל[[חומרה|חומרת מחשב]] המאפשרת לקרוא את האינפורמציה המתקבלת מפעולתו.
 
כבר בשנות ה-80 של המאה הקודמת נחקרו חד-שכבות מולקולריות המרכיבות את עצמן (SAM-Self-Assembled Monolayers) על משטחים מתכתיים, מחקרים שהיוו את הבסיס למדע הננו-טכנולוגיה ובתוכו גם יישומים ביולוגיים. יתרונן הגדול של חד-שכבות אלו הוא ביכולת מדויקת להציב קבוצות כימיות שונות על משטח קשיח או אורגני ברמת דיוק של גבוהה במיוחד. חד-שכבות המולקולאריות קשורות באופן חזק ויציב למשטח עליו הן נמצאות על ידי קבוצות כימיות מסוימות כגון: [[תיול]], [[סולפיד|די-סולפיד]] וסילאן. עיגונן של חד-שכבות אלו למשטח נשלט במדויק על ידי תכונותיהן ותכונות המשטח כגון: סידור המולקולות במרחב ופעילותן הפונקציונלית, וצפיפות המשטח{{הערה|1=Valiokas R. "Nanobiochips", Cell Mol Life Sci. 2012 Feb;69(3):347-56. Epub 2011 Nov 1. Review. PMID: 22042270}}.
 
==סוגי הביו-שבבים==
 
*'''[[מערך DNA|מערך דנ"א]]''': מערך הדנ"א (DNA microarray) הוא למעשה אוסף של אלפי גדילים של דנ"א המסופחים למשטח קשיח בצורה של נקודות. כל נקודה כזו מכילה פיקו-מולים ( 10-12 moles) של רצפי דנ"א ספציפיים לרצפי מטרה. כאשר ישנה הכרה הביולוגית בין הרצפים המעוגנים על המשטח לבין רצפי המטרה מתקבל אות זיהוי. המערך מאפשר למדוד את רמות ביטוים של מספר רב של גנים בו-זמנית או לרצף מספר גבוה של אזורים בגנום{{הערה|1= Adomas A, Heller G, Olson A, Osborne J, Karlsson M, Nahalkova J, Van Zyl L, Sederoff R, Stenlid J, Finlay R, Asiegbu FO., "Comparative analysis of transcript abundance in Pinus sylvestris after challenge with a saprotrophic, pathogenic or mutualistic fungus", Tree Physiol. 2008 Jun;28(6):885-97, PMID: 18381269 }}{{הערה|1= Pollack JR, Perou CM, Alizadeh AA, Eisen MB, Pergamenschikov A, Williams CF, Jeffrey SS, Botstein D, Brown PO, "Genome-wide analysis of DNA copy-number changes using cDNA microarrays", Nat Genet. 1999 Sep;23(1):41-6, PMID: 10471496}}{{הערה|1= Moran G, Stokes C, Thewes S, Hube B, Coleman DC, Sullivan D, "Comparative genomics using Candida albicans DNA microarrays reveals absence and divergence of virulence-associated genes in Candida dubliniensis", Microbiology. 2004 Oct;150(Pt 10):3363-82, PMID: 15470115}}.
*'''[[מערך חלבון]]''': מערך החלבון מכיל משטח העשוי זכוכית, ממברנת ניטרוצלולוזה או מיקרו או [[ננו חלקיק]]ים בעלי מבנה כדורי( Beads) עליו מסופחים חלבונים המסומנים בסימון פלואורוסצנטי הנקשרים לחלבוני מטרה. כל קישור שכזה מביא למתן אות פלואורסצנטי שנקרא על ידי סורק [[לייזר]]. כך ניתן לעקוב אחר האינטראקציות בין החלבונים וגם אחר פעילותם. יתרונותיו הבולטים של מערך החלבון נעוצים ביכולתו לבצע את התהליך במהירות ובדיוק רבים תוך שימוש בכמויות דגימה נמוכות כאשר מספר גבוה של חלבונים נבדק במקביל. טכנולוגית מערך החלבון פותחה בקלות מאחר שהיא מבוססת על טכנולוגית מערך הדנ"א שהגיעה לפניה{{הערה|1=Hall DA, Ptacek J, Snyder M. "Protein microarray technology", Mech Ageing Dev. 2007 Jan;128(1):161-7. Epub 2006 Nov 28, PMID: 17126887}}.
*'''[[מעבדה על שבב|מעבדה-על-שבב]]''': מעבדה על שבב היא טכנולוגיה המאפשרת להעביר תהליך מעבדה או כמה תהליכי מעבדה לנפחים של ננו-ליטרים בודדים, על גבי שבב שגודלו נע ממילימטרים ועד למספר סנטימטרים רבועים. את השבב ניתן לייצר ממגוון רחב של חומרים, כגון פולימרים, זכוכית ו[[צורן|סיליקון]]. טכנולוגיה זו מאפשרת אנליזה של כמויות זעירות של נוזלים, המהווה יתרון במקרים שבהם ישנו קושי בהפקת נפחים גדולים של החומר הנבדק. המטרה בפיתוח מעבדה על השבב היא יצירת התקן שיהיה בעל מערכות חישה סלקטיביות ורגישות, קל לתפעול, זול, מהיר פעולה, נייד ובעל אמינות גבוהה. "מעבדה על שבב" משלבת בתוכה את תחום ה[[מיקרופלואידיקה]] ונכללת בקבוצת המשנה של התקני ה-[[MEMS]] ([[MEM|מערכות מיקרו אלקטרו מכניות]])
*'''[[איבר על שבב]]''': (ב[[אנגלית]]: '''Organ-on-a-chip'''; או בקיצור '''OC''') הנו התקן קטן במיוחד המשמש כלי מחקרי המדמה פעילות פיזיולוגיות של איבר או שילוב של כמה אברים. השבב הוא מצע קשיח בעל ממספר שכבות הכולל [[תרבית תאים]] ומערכות הובלה [[מיקרופלואידיות]] תלת ממדיות.