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Micron Document

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<title>Biochip</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Biochip</span></h1>

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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Ein <b>Biochip</b> ist eine <a href="Biochemisch" class="mw-redirect" title="Biochemisch">biochemische</a> Methode zur parallelen Messung von Proben im <a href="Hochdurchsatz" class="mw-redirect" title="Hochdurchsatz">Hochdurchsatz</a>. Ein Biochip ist meistens eine Kombination aus <a href="Microarray" title="Microarray">Microarray</a> und einem <a href="Halbleiter" title="Halbleiter">Halbleiter</a>-basierten <a href="Sensor" title="Sensor">Sensor</a>. Auf dem Trägermaterial befindet sich eine große Zahl biologischer oder biochemischer Nachweise oder Tests auf engstem, meist nur fingernagelgroßem, Raum. Biochip ist ein Sammelbegriff für eine Vielzahl unterschiedlichster Testmethoden und technischer Verfahren.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Formen">Formen</h2></div>

<p>Als Trägermaterial wird u. a. speziell beschichteter <a href="Kunststoff" title="Kunststoff">Kunststoff</a> oder beschichtetes <a href="Glas" title="Glas">Glas</a> verwendet, auf das mit Hilfe von Maschinen die oft nur einige <a href="Meter#Mikrometer" title="Meter">Mikrometer</a> großen Tests befestigt (immobilisiert) werden. Vom Aussehen ähneln besonders die auf Glas basierenden Biochips den <a href="Objekttr%C3%A4ger" title="Objektträger">Objektträgern</a> der <a href="Mikroskop" title="Mikroskop">Mikroskopie</a>.

</p><p>Häufig werden Biochips nach den Substanzen unterteilt, die in den Tests bestimmt werden: Bei <a href="DNA-Chip" class="mw-redirect" title="DNA-Chip">DNA-Chips</a> werden <a href="Desoxyribonukleins%C3%A4ure" title="Desoxyribonukleinsäure">DNA</a>- und <a href="RNA" class="mw-redirect" title="RNA">RNA</a>-Fragmente nachgewiesen, bei <a href="Protein-Chip" title="Protein-Chip">Protein-Chips</a> bestimmte <a href="Protein" title="Protein">Proteine</a> – oft mit Hilfe von <a href="Antik%C3%B6rper" title="Antikörper">Antikörpern</a>.

</p><p>Auf Halbleitern basierende Biochips sind auch 10 Jahre nach dem Durchbruch anderer Verfahren immer noch im Forschungsstadium, da sie im Vergleich zu DNA- oder Protein-Chips, die lediglich zuvor bewährte Verfahren <a href="Miniaturisierung" title="Miniaturisierung">miniaturisiert</a> haben, Halbleiter-Biochips neue Verfahren benötigen, die erst intensiv erforscht werden müssen. Der Vorteil der Halbleiter-Technologie ist, dass die <a href="Elektronik" title="Elektronik">Elektronik</a> für die Signalverstärkung und -auswertung im Chip integriert werden kann. Zusätzliche Arbeitsschritte mit teuren Zusatzapparaturen, wie beispielsweise <a href="Fluoreszenz" title="Fluoreszenz">Fluoreszenz</a>-Scannern bei <a href="Optisch" class="mw-redirect" title="Optisch">optischen</a> Detektionsverfahren, entfallen.

</p><p>Die Kombination von Biochip und <a href="Mikrofluidik" title="Mikrofluidik">Mikrofluidik</a> wird als <a href="Lab-on-a-Chip" title="Lab-on-a-Chip">Lab-on-a-Chip</a> bezeichnet, z. B. der <a href="Patch-Clamp-Technik#Planares_Patch-Clamp" title="Patch-Clamp-Technik">Patch-Clamp-Chip</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Geschichte">Geschichte</h2></div>

<p>Den Begriff Biochip findet man in wissenschaftlicher Literatur erstmals Anfang der <a href="1980er" title="1980er">1980er</a> Jahre, z. B. in <i>Advanced Computers Parallel And Biochip Processors</i> von Norman W. Lord et al. aus dem Jahr 1983.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Neben den oben beschriebenen medizinischen Anwendungen dachte man auch daran, <a href="Integrierte_Schaltung" class="mw-redirect" title="Integrierte Schaltung">integrierte Schaltungen</a> (z. B. <a href="Mikroprozessor" title="Mikroprozessor">Mikroprozessoren</a>) aus biologischem Material herzustellen, in der Hoffnung, kleinere Strukturen als mit der damaligen <a href="Halbleitertechnik" title="Halbleitertechnik">Halbleitertechnik</a> zu ermöglichen.

</p><p>Wegen der hohen Anzahl an Tests pro Zeitspanne, der vergleichsweise geringen Probenmenge und der guten <a href="Automatisierung" title="Automatisierung">Automatisierbarkeit</a> hat sich der Biochip jedoch rasch als wichtiger Bestandteil der Forschung in <a href="Pharmazie" title="Pharmazie">Pharmazie</a>, <a href="Medizin" title="Medizin">Medizin</a>, <a href="Biochemie" title="Biochemie">Biochemie</a>, <a href="Genetik" title="Genetik">Genetik</a> und <a href="Mikrobiologie" title="Mikrobiologie">Mikrobiologie</a> durchgesetzt.

</p><p>Davor wurden in diesen Forschungsfeldern für die gleiche Aufgabe auf <a href="Gel" title="Gel">Gelen</a> basierende <a href="Elektrophorese" title="Elektrophorese">elektrophoretische</a> oder <a href="Chromatographie" title="Chromatographie">chromatographische</a> Verfahren eingesetzt, die um vieles zeitaufwendiger waren.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Begriffserweiterung">Begriffserweiterung</h2></div>

<p>Manchmal wird der Begriff Biochip von der Detektion biochemischer Substanzen auf die <a href="Aussch%C3%BCttung" class="mw-redirect" title="Ausschüttung">Ausschüttung</a> und Beeinflussung derselben erweitert. Ein solcher Biochip könnte die Umwelt über <a href="Biosensor" title="Biosensor">Biosensoren</a> wahrnehmen und dann nach eingebauten <a href="Algorithmus" title="Algorithmus">Algorithmen</a> bestimmte Reaktionen im <a href="Organismus" title="Organismus">Organismus</a> oder einer technischen Anlage veranlassen. <a href="Implantat" title="Implantat">Implantiert</a> in einen Menschen entstünde ein <a href="Cyborg" title="Cyborg">Cyborg</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">S. S. Daube, R. H. Bar-Ziv: <i>Protein nanomachines assembly modes: cell-free expression and biochip perspectives.</i> In: <i>Wiley interdisciplinary reviews. Nanomedicine and nanobiotechnology.</i> Band 5, Nummer 6, 2013 Nov-Dec, S. 613–628, <span class="-print"><a href="Internationale_Standardnummer_f%C3%BCr_fortlaufende_Sammelwerke" title="Internationale Standardnummer für fortlaufende Sammelwerke">ISSN</a> <span style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://zdb-katalog.de/list.xhtml?t=iss%3D%221939-0041%22&key=cql">1939-0041</a></span></span>. <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1002/wnan.1234">10.1002/wnan.1234</a></span>. <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23894031?dopt=Abstract">PMID 23894031</a>.</span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">S. Carrara, S. Ghoreishizadeh, J. Olivo, I. Taurino, C. Baj-Rossi, A. Cavallini, M. O. de Beeck, C. Dehollain, W. Burleson, F. G. Moussy, A. Guiseppi-Elie, G. De Micheli: <i>Fully integrated biochip platforms for advanced healthcare.</i> In: <i>Sensors.</i> Band 12, Nummer 8, 2012, S. 11013–11060, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.3390/s120811013">10.3390/s120811013</a></span>. <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23112644?dopt=Abstract">PMID 23112644</a>. <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3472872/">PMC 3472872</a> (freier Volltext).</span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">Norman W. Lord, Paul A. Girogosian, Robert P. Ouellette, Robert J. Clerman, Paul N. Cheremisinoff: <i>Advanced Computers Parallel And Biochip Processors</i> In: <i>Ann Arbor Science Publishers (Michigan, USA).</i> ISBN 0-250-40626-8.</span>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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