¿Conocimientos sobre componentes y chips electrónicos?
Chip Si se compara la unidad central de procesamiento (CPU) con el corazón de todo el sistema informático, entonces el chipset de la placa base es el torso de todo el cuerpo. Para una placa base, el chipset casi determina las funciones de la placa base, lo que a su vez afecta el rendimiento de todo el sistema informático. El chipset es el alma de la placa base. El chipset (Chipset) es el componente central de la placa base, según la posición de disposición en la placa base, generalmente se divide en chip Northbridge y chip Southbridge. El chip Northbridge brinda soporte para el tipo y la frecuencia de la CPU, el tipo de memoria y la capacidad máxima, la ranura ISA/PCI/AGP, la corrección de errores ECC, etc. El chip Southbridge brinda soporte para KBC (controlador de teclado), RTC (controlador de reloj en tiempo real), USB (bus serie universal), método de transmisión de datos Ultra DMA/33(66) EIDE y ACPI (administración avanzada de energía), etc. Entre ellos, el chip Northbridge juega un papel destacado y también se denomina Host Bridge. También es muy fácil identificar el chipset. Tomemos como ejemplo el chipset Intel 440BX. Su chip puente norte es el chip Intel 82443BX, que generalmente se encuentra cerca de la ranura de la CPU en la placa base. chip, hay un chip instalado en este chip disipador de calor. El chip Southbridge está ubicado cerca de las ranuras ISA y PCI, y el nombre del chip es Intel 82371EB. La disposición de otros conjuntos de chips es básicamente la misma. Para diferentes conjuntos de chips, también existen diferencias en el rendimiento. Además de la estructura de puente norte-sur más común, los conjuntos de chips se están desarrollando actualmente hacia arquitecturas de centros de aceleración más avanzadas. Los conjuntos de chips de la serie 8xx de Intel son representantes de este tipo de conjuntos de chips, que integran algunos subsistemas como interfaces IDE, efectos de sonido, MÓDEM y USB. está conectado directamente al chip principal, que puede proporcionar un ancho de banda dos veces mayor que el bus PCI, alcanzando 266 MB/s. Además, SiS635/SiS735 de Silicon System Technology también es un recién llegado a este tipo de chipset; Además de admitir las últimas especificaciones SDRAM DDR266, DDR200 y PC133, también admite interfaz de tarjeta gráfica AGP de cuatro velocidades y función de escritura rápida, IDE ATA33/66/100, y tiene sonido estéreo 3D incorporado y transmisión de datos de alta velocidad. funciones que incluyen comunicación de datos de 56K (módem), transmisión Ethernet de alta velocidad (Fast Ethernet), red doméstica de 1M/10M (Home PNA), etc. Aplicaciones de los chips Al igual que la tecnología PCR, la tecnología de los chips tiene y tendrá una amplia gama de aplicaciones. El primer campo de aplicación de los biochips es la detección de la expresión genética. Sin embargo, la estrategia de colocar biomoléculas de forma ordenada en un chip para detectar muestras bioquímicas tiene una amplia gama de aplicaciones, además del análisis de expresión genética, el análisis basado en hibridación se ha utilizado para la detección de mutaciones genéticas, análisis de polimorfismos y mapeo genético. En investigación y otras aplicaciones, el análisis de microarrays también se puede utilizar para detectar la combinación de proteínas y ácidos nucleicos, sustancias de moléculas pequeñas y otras proteínas, pero aún es necesario desarrollar aplicaciones en estos campos. El análisis de hibridación del ADN genómico puede detectar cambios, eliminaciones e inserciones de bases únicas en regiones codificantes y no codificantes del ADN. El análisis de hibridación del ADN también se puede utilizar para cuantificar el ADN, lo cual es importante para detectar el número de copias de genes y la ploidía de los cromosomas. Se pueden obtener muestras para análisis de ADN a partir de ADN genómico total o de fragmentos clonados. Se pueden incorporar nucleótidos fluorescentes mediante catálisis enzimática. También se pueden obtener muestras de ADN marcadas con fluorescencia emparejándolas con cebadores marcados con fluorescencia para la amplificación por PCR. Detectar fragmentos de ADN clonados. Las sondas de ARN a menudo se obtienen a partir de ADN clonado e incorporan nucleótidos fluorescentes mediante la ARN polimerasa. El análisis de hibridación del ARN puede detectar si los genes de una muestra se expresan y cuáles son sus niveles de expresión. En aplicaciones de detección de expresión génica, las sondas marcadas con fluorescencia a menudo se sintetizan a partir de ADNc mediante la transcriptasa inversa, y en este proceso se incorporan nucleótidos marcados con fluorescencia. También se pueden obtener sondas de ARN para detectar la expresión génica mediante amplificación lineal de ADNc clonado utilizando ARN polimerasa.
En experimentos de hibridación en chips de ADNc, la temperatura de hibridación es suficiente para eliminar estructuras secundarias en el ADN, y la mezcla de moléculas monocatenarias completas (300-3000 nt) puede proporcionar una fuerte señal de hibridación. Para los chips de oligonucleótidos, la temperatura de hibridación suele ser más baja. La hibridación fuerte generalmente requiere que las moléculas en la mezcla de sondas se reduzcan a fragmentos más cortos (se pueden usar métodos químicos y enzimáticos para cambiar el tamaño de los nucleótidos). A diferencia del análisis de ADN y ARN, todavía quedan muchas dificultades por superar en el uso de biochips para estudiar las funciones de las proteínas. Una de las dificultades es que muchas interacciones de proteínas ocurren en la superficie de polipéptidos plegados con una estructura tridimensional, a diferencia de la hibridación de ácidos nucleicos. Reacciones Sólo ocurre entre secuencias lineales. La necesidad de proteínas plegadas en el análisis de chips aún es difícil de lograr por las siguientes razones: primero, el método utilizado en la preparación de chips aún debe mantener las sensibles propiedades de plegado de la proteína y todos los reactivos químicos, tratamiento térmico, secado, etc. la preparación del chip aún debe mantener las propiedades de plegado sensibles de la proteína. Todo afectará las propiedades de las proteínas en el chip; en segundo lugar, la interacción entre las proteínas plegadas depende más de la secuencia y, en tercer lugar, la dependencia de la secuencia complica la cinética de reacción y la cuantificación analítica; Proteínas marcadas con fluorescencia de alta calidad La preparación de sondas aún necesita más estudios. Estas razones y otros problemas han ralentizado la investigación sobre la tecnología de detección de chips de proteínas.
Desde que Fodor et al.[1] propusieron el concepto de chips de ADN en 1991, la tecnología de biochips representada por chips de ADN[2~6] se ha desarrollado rápidamente en los últimos años. Actualmente, se han lanzado una variedad de chips con diferentes funciones. Algunos han comenzado a desempeñar un papel importante en la investigación de las ciencias biológicas. El llamado biochip es un dispositivo similar a un chip de computadora utilizado en los campos de las ciencias biológicas y la medicina. Su procesamiento utiliza fotolitografía semiconductora como la que se utiliza en la producción de dispositivos integrados. La tecnología de micronización trasplanta muchos procesos discontinuos en las ciencias de la vida, como la preparación de muestras, las reacciones químicas y los pasos de detección, en chips y los hace continuos y miniaturizados. Esto es lo mismo que cuando las computadoras con componentes discretos se redujeron al tamaño de varias casas. Hoy en día, sólo las computadoras portátiles del tamaño de un libro tienen el mismo efecto. Este tipo de biochip desarrollado con tecnología de micromecanizado puede integrar miles o incluso cientos de miles de información sobre la vida en un chip pequeño y puede analizar genes y antígenos en comparación con los tradicionales. Los instrumentos, analizadores bioquímicos para diversos fines fabricados con estos biochips son de tamaño pequeño, livianos, de bajo costo, fáciles de transportar, anticontaminantes, automatizados en el proceso de análisis y rápidos en el análisis. Es rápido y requiere pocas muestras. y reactivos Actualmente, los biochips ya no se limitan a aplicaciones como la determinación de secuencias genéticas y el análisis funcional. Varias tecnologías recientemente derivadas incluyen: tecnología de inmunoensayo en chip [7], tecnología de amplificación de ácido nucleico en chip [8-10] y selección de esperma en chip. y tecnología de fertilización in vitro [11, 12], tecnología de análisis de células en chips [13] y tecnología de detección de fármacos de alto rendimiento que utiliza chips como plataforma [14], etc. La aparición de tales instrumentos traerá una revolución a las ciencias de la vida. investigación, diagnóstico y tratamiento de enfermedades, desarrollo de nuevos medicamentos, guerra con armas biológicas, identificación forense, supervisión de la higiene de los alimentos, aeroespacial y otros campos. Por ello, el presidente estadounidense Clinton señaló en su discurso sobre el Estado de la Unión en enero de 1998: "En los próximos 12 años. Durante años, los chips genéticos servirán de guía para la prevención de enfermedades a lo largo de nuestra vida." Además, Fortune [15], una prestigiosa publicación empresarial estadounidense, explicó lo siguiente: "Los microprocesadores han revolucionado nuestra economía en este siglo. La estructura ha cambiado fundamentalmente. , aportando una gran riqueza a la humanidad y cambiando nuestro estilo de vida. Sin embargo, el impacto de los biochips en la humanidad puede ser mayor y puede cambiar fundamentalmente el comportamiento médico y nuestra calidad de vida, cambiando así la faz del mundo". desarrollo de la tecnología de biochips, la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia calificó los biochips como uno de los diez principales avances científicos y tecnológicos a finales de 1998 [16]. ciencias de la vida y la investigación médica en el próximo siglo, y se ha convertido en un punto caliente de atención e investigación en la academia y la industria en varios países. El estado de la investigación de biochips Desde las décadas de 1950 y 1960, el desarrollo de la tecnología microelectrónica ha hecho que el rápido desarrollo. Se han producido grandes avances en campos relacionados y han surgido algunas nuevas direcciones de investigación, como sistemas microelectromecánicos, dispositivos microópticos, sistemas de microanálisis, etc. Estas tecnologías también se han utilizado ampliamente en campos como la biología, la química y la medicina. Para sus aplicaciones, han surgido uno tras otro diversos biosensores e instrumentos microanalíticos, como instrumentos de electroforesis capilar en chips, sensores de gas e instrumentos para observar el crecimiento de células neuronales individuales. En 1991, un grupo dirigido por Fodor de la empresa Affymax sintetizó. Se informó por primera vez sobre los chips de ADN situ [1]. Utilizaron tecnología de fotolitografía combinada con tecnología de síntesis fotoquímica para producir chips de micromatrices para detectar polipéptidos y oligonucleótidos. El desarrollo ha provocado que la tecnología de biochips comience a recibir atención en todo el mundo. Con el avance de diversas tecnologías en los últimos años, el alcance de aplicación de los biochips ha seguido expandiéndose y los científicos utilizan la microelectrónica. Varias tecnologías de micromecanizado en la industria y otras industrias relacionadas. Procesó varios biochips en silicio, vidrio, plástico y otros sustratos. Estados Unidos confía en sus sólidas capacidades científicas y tecnológicas y su fortaleza económica para tomar una posición de liderazgo en la investigación y el desarrollo en este campo. Se han establecido docenas de empresas de biochips y casi 20. Se han desarrollado tipos de biochips, algunos de los cuales se han puesto en investigación y aplicación. Durante el proceso de investigación de chips de ADN, muchas empresas.
Todos han desarrollado tecnologías con características propias. Affymetrix, la primera empresa en involucrarse en este campo, ha desarrollado una variedad de chips genéticos, algunos de los cuales se han puesto en aplicaciones comerciales, como chips para detectar el gen del VIH y el gen del tumor p53. mutaciones y para la investigación de fármacos, el chip del citocromo p450 que muestra cambios genéticos durante el metabolismo. El chip de secuenciación de película delgada desarrollado por Hyseq no utiliza marcadores fluorescentes en fragmentos de ADN de secuencia desconocida, sino etiquetas en sondas de secuencia conocida, utilizando diferentes cada vez. La sonda se hibrida con un fragmento de ADN de secuencia desconocida y el resultado de la hibridación se conoce mediante la detección de fluorescencia. Finalmente, se utiliza una computadora para procesar los resultados experimentales para ensamblar la secuencia del fragmento de ADN que se va a probar. de Incyte Pharmaceutical) ha estudiado un El chip de ADN, que utiliza vidrio como soporte, utiliza dos marcadores fluorescentes diferentes para detectar simultáneamente la expresión del ARN mensajero normal y del ARN mensajero afectado por enfermedades o fármacos en el chip. Nanogen utiliza campos eléctricos para detectar de forma proactiva. ataque Para manipular los fragmentos de ADN en el chip para la hibridación, la velocidad de reacción del sistema es más rápida que la detección pasiva general que permite que el ADN se difunda aleatoriamente para buscar sondas de hibridación inmovilizadas, de modo que el tiempo de detección se puede reducir a decenas o cientos. Además de las empresas antes mencionadas, Clinical Micro Sensors (CMS) está desarrollando un chip de detección no fluorescente que utiliza señales eléctricas para determinar si hay una falta de coincidencia en la hibridación del ADN. Universidad de Stanford, Universidad de Pensilvania y Universidad de California, Berkeley Algunas universidades y laboratorios nacionales como el MIT, el MIT y el Laboratorio Nacional Oak Ridge también están realizando investigaciones sobre biochips. Empresas y universidades de algunos países europeos también han participado en este campo. y han logrado logros obvios en Japón. La compañía informó recientemente los resultados de su investigación, instituciones como la Universidad de Tsinghua, la Universidad de Fudan, la Universidad del Sureste, la Academia de Ciencias Médicas Militares y la Academia de Ciencias de China. También hemos iniciado trabajos de investigación en este campo, si todas las partes le prestan atención, lo organizan adecuadamente, aumentan la inversión financiera y fortalecen y dan importancia a la protección de los derechos de propiedad intelectual, creo que nuestro país también tendrá un lugar en este campo. en un futuro próximo.
Espero adoptar