Biocip cu electronică integrată pentru evaluarea şi analiza eşantioanelor la nivel molecular şi are în vedere efectuarea de teste pentru validarea noii metodologii pentru analize medicale
Infineon Technologies a publicat informaţii cu privire la dezvoltarea primului biocip molecular de test din lume cu electronică integrată. Dispozitivul poate simplifica procedurile de testare şi oferă avantaje privind costul şi eficienţa pentru testarea proteinelor şi acizilor nucleici în domenii ca analize clinice şi medicaţia individuală a pacientului. Infineon a demonstrat că poate combina circuitele electronice pentru efectuarea de analize cu testele biochimice “wells” într-o singură structură de cip de siliciu. Această realizare extraordinară este un pas important în cercetare pentru accelerarea şi optimizarea analizelor la nivel molecular. Infineon se aşteaptă ca testele de laborator ale biocipurilor electronice să înceapă în aproximativ un an.
128 de tuburi de test pe un singur cip
Biocipurile pentru analize fabricate de Infineon măsoară aproximativ un sfert de centimetru pătrat. Fiecare biocip conţine 128 de “wells” omogene care au 100 microni în diametru. Miniprobele biologice pot fi legate cu aceste “wells”, ceea ce permite 128 de teste miniaturizate diferite pe un cip. Circuitele electronice realizate pe acelaşi cip sunt folosite pentru a înlocui analizele optice ale eşantioanelor cu măsurări de curenţi electrici, în funcţie de proprietăţile eşantionului de testat. Rezultatul este un aparat de analiză mai mic şi mai puţin complex decât sistemele optice.
Biocipul poate efectua analize medicale mai ieftine, mai rapide şi mai eficiente în spitale. Pe termen lung, biocipurile oferă posibilitatea de realizare de noi aplicaţii, cum ar fi faptul că un pacient are sau nu reacţii adverse pentru o anumită medicaţie.
Analiza şi evaluarea on-chip
Biocipul de la Infineon este realizat cu o tehnologie standard Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) îmbunătăţită cu procese suplimentare pentru realizarea electrozilor din aur pentru traductoare. Siliciul, ca material de bază, permite integrarea circuitelor electronice pentru amplificarea semnalului şi evaluările în interiorul cipului. Succesul Infineon la realizarea electrozilor de aur pe cip, fără afectarea structurii CMOS, este o tehnologie de proces revoluţionară. Metodele de producţie standard CMOS pot fi folosite pentru prima oară pentru realizarea de biocipuri cu posibilităţi de analize “built-in”.
Metode de analiză şi evaluare a biocipurilor
Metoda da analiză electronică on-chip permite adăugarea de enzime specifice la probele ce urmează a fi analizate. Aceste enzime eliberează o altă substanţă ce a fost adăugată în componente active din punct de vedere electronic. Aceată procedură chimică produce un curent electric de la 1 pA la 100 nA pentru electrozii de aur ai traductorului, curent care este măsurat cu circuite foarte sensibile. Durata şi intensitatea curentului electric determină compoziţia şi concentraţia substanţei ce trebuie analizate.
Folosind tehnicile optice actuale se încarcă secvenţe necunoscute de gene pe biocip, secvenţe ce au fost mai întâi “însemnate” cu lumină fluorescentă de o anumită lungime de undă la iradiere. O cameră charge-coupled-camera (CCD) “citeşte” modelele de lumină emise în timpul testelor. Aceste modele de lumină determină compoziţia substanţelor testate.
Biocipul cu circuite electronice integrate demonstrează puterea inovativă a Infineon. În ianuarie 2002 două produse semiconductoare ale companiei au fost numite Best Technological Innovation 2001 şi au primit Innovation Award de la “Deutscher Wirtschaftsclub Rhein-Main”, German Trade and Industry Group.