Біочіпи проти біосенсорів: різниця та порівняння

З розвитком у світі медичних наук разом із технологічним прогресом значно більші відкриття сприяли зростанню в обох галузях. Найбільш видатними та корисними відкриттями стали біочіпи та біосенсори.

Ця стаття присвячена поглибленому поясненню того самого та багаторівневих відмінностей між ними.

Ключові винесення

1. Біочіпи — це мініатюрні пристрої, які аналізують біологічні зразки, тоді як біосенсори виявляють конкретні біологічні молекули.
2. Біочіпи можуть виконувати кілька одночасних тестів, тоді як біосенсори фокусуються на одній цілі.
3. Біосенсори використовуються в різних сферах застосування, включаючи моніторинг навколишнього середовища та медичну діагностику, тоді як біочіпи в основному використовуються в дослідженнях геноміки та протеоміки.

Біочіпи проти біосенсорів 

Біочіпи в основному трьох видів: чіпи нуклеїнової кислоти, білкові чіпи та лабораторія чіпів. Біосенсори в основному бувають шести типів: електрохімічні, термометричні, оптичні, клітинні, імунні та п’єзоелектричні. Біочіпи складаються з масиву окремих біосенсорів, але не всі біосенсори є біочіпами.

Біочіпи розробляють у лабораторіях господар різні біохімічні реакції в організмі, а також контролювати їх вплив. Біочіпи вирішують зміни в одній клітині, які можна використовувати для цифрового скринінгу або лікування.

Фізичні та хімічні властивості біологічних клітин і молекул в організмі можна легко контролювати за допомогою біочіпів.

З іншого боку, біосенсори — це аналітичні пристрої, які виявляють інші хімічні речовини. Їх можна використовувати для відстеження якості речовин разом із відстеженням наявності будь-якого забруднення.

Біосенсори отримують вхідний сигнал і виводять вихідний сигнал.

Таблиця порівняння

Параметри порівняння	Біочіпи	Біосенсори
Визначення	Технічно розроблений пристрій, який виконує декілька одночасних біохімічних реакцій.	Аналітичний детектор, який поєднує в собі хімічний і біологічний компоненти.
типи	Біочіпи в основному бувають трьох видів: чіп нуклеїнової кислоти, білковий чіп, чіп лабораторії.	Біосенсори в основному бувають шести типів: електрохімічні, термометричні, оптичні, клітинні, імунні та п’єзоелектричні.
додатків	Використовується для визначення рівня глюкози, артеріального тиску, використовується для спостереження за домашніми тваринами в зоопарках і для складання надійної медичної карти.	Використовується в харчовій промисловості для вимірювання рівня кислот і спиртів, клінічних досліджень і в сільськогосподарських асоціаціях для перевірки чистоти.
Анатомія	Оскільки біочіпи — це невеликий електронний пристрій, вони містять мільйони сенсорних елементів.	Біосенсори в основному складаються з трьох частин: біологічного сенсора, перетворювача та детектора.
Функціональність	Працює з визначенням біологічних змін і демаркацій, а потім змінює їх у форму LCD.	Працює зі змішуванням разом із біологічними аналітами, і цей сигнал потім перетворюється в зрозумілу форму.

Що таке біочіпи? 

Біочіпи є великим прогресом у медичній промисловості. Вони здатні боротися з біотероризмом і хворобами, які можуть лежати в основі, які неможливо виявити поверхнево.

Біочіпи здатні відслідковувати на екрані велику кількість біохімічних реакцій, на основі яких отримують дані про відновлення та намітити аркуш пацієнта можна скласти разом.

Біочіпи використовують цифровий двовимірний біологічний мікрочип. Це структура, схожа на лоток, яка використовує плоску поверхню, яка може бути як активною, так і пасивною.

Активний лоток складається з інтегрованих мікромеханічних пристроїв, які нібито є серцем всього функціонуючого організму. Активний лоток відповідає за трансдукцію, тобто процес перетворення біосигналу в комп’ютерний сигнал, який можна легко декодувати.

Вся ця установка тонких тканин називається виготовленням мікрочипів. Виробництво мікрочіпів надзвичайно дороге через те, що кожен окремий датчик унікальний і здатний зберігати новий потік інформації.

Більшість мікроматриць містять декартову інтегровану сітку датчиків, які надзвичайно корисні для відображення інформації та координації функції кожного датчика.

Що таке біосенсори? 

Біосенсор — це аналітичний компонент, який використовує фізико-хімічний детектор для поєднання хімічного та біологічного компонентів. Біологічно чутливі компоненти, такі як клітини, ферменти, антитіла та нуклеїнові кислоти, реагують зі сконструйованими досліджуваними аналітами.

Біосенсори використовують підключені пристрої, які використовуються для інтерпретації біологічних даних у зручний спосіб. Біосенсори складаються з рецепторів, які взаємодіють з аналітами та виробляють висновок, який потім вивчається датчиком.

Найскладнішою особливістю біосенсора є його вибірковість. Це засновано на здатності матеріалу взаємодіяти з антигеном і антитілом. Зазвичай антитіла діють як рецептори.

Процес біорозпізнавання відбувається між біорецептором і датчиком, а сигналізація відбувається між датчиком і електронікою, а процес відображення інформації відбувається між електронікою та інтерфейсом дисплея.

Основні відмінності між біочіпами та біосенсорами

1. Біосенсорні пристрої зосереджуються на біологічних рецепторах, які передають відповідну інформацію своїм аналітам. Аналіти включають ДНК, ферменти та білки живих організмів. Біочіпи, з іншого боку, використовують цифрові мікрофлюїдики, які важливі в біомедичних галузях.
2. Найбільшою проблемою у створенні біосенсора є ефективне розпізнавання низького відношення сигнал/шум, що дозволяє легко перетворювати його в інші сигнали. Для біочіпа життєво важливо, щоб мікрофлюїдний масив був інтегрований у групу клітин, які можуть діяти як функціональні одиниці.
3. Розробка біочіпів почалася в ім’я базової сенсорної технології. Початковим кроком стало виробництво самого першого скляного рН-електрода Хьюзом у 1922 році. Розробка біосенсорів почалася, коли Леланд С. Кларк винайшов перший біосенсор у 1956 році для виявлення кисню.
4. За допомогою мікрочіпів можна оцінити стан здоров’я пацієнта, а медичні дані можна відобразити та проаналізувати. Діагностику та лікування можна отримати за допомогою прогресування та моніторингу лікування. За допомогою біосенсорів біологічно активні та чутливі елементи можна спроектувати в технологічну екосистему.
5. Робочий маршрут біочіпа передбачає ідентифікацію, увімкнення, передачу ідентифікованого коду оператору та переведення коду у форму LCD. Робочий маршрут біосенсора передбачає адаптацію рецептором і зміну сигналу в зрозумілу форму за допомогою перетворювача.  

посилання

1. https://link.springer.com/article/10.1007/s002160051549
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167779904001714

Останнє оновлення: 27 липня 2023 р