生物芯片——第二次芯片革命

作者：全球MRO综合服务商    仪器仪表行业新闻来源：全球MRO仪器仪表交易网    点击数：    更新时间：2007/5/22

生物芯片——第二次芯片革命     型号：      厂商：

生物芯片——第二次芯片革命

 

 

 

    当你正在边走边听着iPod，但你身体里的各种生物信息已经被检测到，并通过全球通信系统将数字信号传递给医生，医生分析后开出医嘱，再立即传回给你。这样，你就可以随身携带个人化验室，在地球上任何地方，随时监测自己的身体健康状况。 

 

　　这种场景并非凭空设想，生物芯片的出现使这一切有望成为现实。将原本需要占据几层楼的生物实验室，微缩到一平方厘米大小的芯片上，却能实现分析过程的全自动化，同时分析速度也能得到成千上万倍的提高。 

 

　　其实，多年前便有国外科幻作家做出了在人体内植入生物芯片的预言。通过扫描芯片信息，医生便可以准确获知患者过往的病史资料。更奇幻的是，一旦将生物芯片植入人脑，并实现人脑和电脑的连接，人们便能够像拥有“月光宝盒”一样，回到历史长河，从而拓宽人类的记忆范围，甚至可以通过大脑中的电脑连接互联网。 

 

　　尽管多数人对生物芯片技术本身并不了解，但生物芯片所带来的无限的想像空间，使得这项技术一诞生便得到高度关注。人们不约而同地将其与50多年前的硅谷半导体芯片革命相提并论，并赋予生物芯片更伟大的意义。 

 

　　由生物技术和微电子等技术相结合诞生的生物芯片，是跨生物学、医药、化学、物理学、光学、电子、机械、材料、计算机等10多个学科的综合性技术。生物芯片是将现在庞大的分立式生物化学分析系统缩微到芯片中，简单地讲，就是在一块指甲大小的玻片、硅片、尼龙膜等材料上放上微量的生物样品，然后通过仪器收集信号，对细胞、蛋白质、DNA等进行准确、快速、大信息量的检测，并通过计算机分析数据结果。和传统的检测相比，生物芯片具有高速度、自动化和高度的并行处理能力。基因芯片、蛋白质芯片和芯片实验室都属于生物芯片的范畴。 

 

　　生物芯片技术发端于上世纪70年代，随着1998年6月美国宣布正式启动生物芯片计划，世界各国纷纷加大研发投入，生物芯片产业破土而出。如今，一只脚仍然停留在研究所，一只脚已经迈向市场的生物芯片行业，第一步便跨进了医药行业大门。 

 

 

 

　　产业化第一站 

 

　　尽管比国外的生物芯片技术研究起步要晚，但几年内国内的生物芯片公司也迅速发展至几十家。北京博奥生物、上海联合基因、深圳微芯、深圳益生堂等公司是市场知名度较高的几家。北京博奥生物有限公司总裁程京称，博奥生物是目前全球唯一一家可以自主研制包括基因、蛋白、细胞和组织四大类生物芯片的公司。和IT芯片不同的是，生物芯片的主要作用在于检测而不是计算。新药研发和疾病诊断是生物芯片公司首先开拓的市场，新药的研究机构、制药公司和医院是生物芯片公司的第一批客户群。 

 

　　众所周知，新药研发的过程非常漫长，可达10多年。在这个过程中，生物芯片的使用可以不同程度地缩短研发的周期，并大大缩减研发成本。新药研发的过程首先要发现药物前体，就像有一个靶子，要用枪去击中靶点，击中靶点后，表示化合物对某一个生物的靶点有活性。利用生物芯片来寻找药物靶标，能更快速准确地确定药物研究的方向。目前,国外几乎所有的主要制药公司都不同程度地采用了生物芯片技术，应用生物芯片来寻找药物靶标，查检药物的毒性或副作用，用芯片作大规模的筛选研究也可以省略大量的动物试验，缩短药物筛选所用时间。目前，生物芯片公司的研究型芯片多用于药物研究机构、高校和科研院所。而直接面对医院为客户的临床生物芯片，则是个更广阔的市场。 

 

　　有数据表明，美国每年会有220万人服用处方药后产生副作用，其中死亡的病例超过10万。绝大多数处方药只对不到一半的患者有效，而且药物的副作用比疾病本身还要严重。传统医药行业采用的在数以百万计的患者中推而广之的治疗方法正遭受挑战。但问题是，没有检测手段可以表明药物对哪些患者是有效的，对哪些病人不宜服用。基因芯片此时便派上了用场，如果医生在开出处方之前，能够对病人进行基因扫描，基因芯片便可准确地确认药物毒性所在和最适剂量，这样，医生就可以为每个病人开出有针对性的对其有益的药物，从而提高医疗效果。“生物芯片技术将带来个性化治疗的新时代，对于疾病诊断来讲，以前有可能是只看到一片树叶或一棵树木，生物芯片则可以使我们看到一片森林，对原有的诊断是个有力的补充和发展。”北京博奥生物有限公司总裁程京如此表示。 

 

　　但事实上，临床检测用的生物芯片进入医院的过程并非如此理所当然。和IT芯片不同，单是一个生物芯片并不能够实现检测疾病的目的，还需要配套的芯片检测仪器、耗材等。生物芯片仪器主要是点样仪、扫描仪和杂交仪。目前国内自主研发这些仪器的公司并不多，多数机构依靠进口，国外的这些仪器设备便宜的都在三四十万元人民币，贵的则高达100多万元。购买这些仪器的一般是芯片的生产和服务商。抛开生物芯片技术的准确性等因素，多数医院都认为一种疾病的检测花钱购买相应价值不菲的设备非常不值得。还有一些医院，进口设备以后，采用芯片检测的情况并不是很多，导致多数设备都闲置起来，从未使用过。 

 

　　政策的审批也是生物芯片进入市场的高门槛。在国外，疾病诊断芯片按照医疗器械的标准审查，但国内却是按着一类新药的审查标准，通过难度较大。从2002年至今，国家药品和食品监督管理局总共才批准了5种生物芯片。目前，博奥生物针对结核病、细菌菌种鉴定与耐药性检测的芯片在北京的几大医院已经处于试用阶段和临床报批阶段。 

 

　　针对目前的市场状况，博奥生物通过自主研制生物芯片检测仪器，希望能大大降低价格，实现大规模产业化生产。2005年4月26日，博奥生物和全球最大的生物芯片公司美国昂飞(Affymetrix)宣布建立战略合作，共同开发个人化基因芯片扫描仪。程京的目标是，让原来高达16万美元的仪器，从体积和价格上成比例地下降至少3倍。同时，博奥生物还转变了原来通过卖产品、卖技术的传统做法，医院或者研究机构只要将试验样品拿过来，由博奥生物公司在自己的实验室利用自己的设备提供后续服务，然后将分析解释的结果交给客户。 

 

 

 

　　潜在的商机 

 

　　在生物芯片公司苦苦等待药监局的审批，并试图首先敲开医院的大门时，谁又知道生物芯片会不会在其他行业率先开花结果呢？尽管提起生物芯片，人们最先想到的便是其在药物研发和疾病诊断方面引发的巨大改变，事实上，生物芯片技术之所以被称为具有划时代意义的变革技术，还在于生物芯片技术可以辐射的产业面非常广，在众多行业都具有广阔的应用空间。 

 

　　食品安全行业便是生物芯片大有可为的领域。2004年底博奥生物自主研发了晶芯食品安全检测系统和兽药残留检验试剂盒，其兽药残留蛋白质芯片能同时提取肉类食品中的多种兽药残留，在3到5小时内检测出动物肝脏和肌肉组织中多达12种兽药的残留量，从而避免由于兽药残留在食品中对人体带来的危害。目前该芯片的检测对象已经包括鸡肉、鸡肝、猪肉、猪肝、牛奶等。 

 

　　而安防产业是生物芯片可能进入的另一个领域。为了对付恐怖主义，美欧也相继在护照、身份证等个人证件中引入生物特征技术，继指纹、掌纹、眼角膜等独特生理特征可作为防伪辨识之后，DNA芯片最有可能被用于防伪辨识系统。事实上，台湾博微生物科技公司已经宣布成功开发了全球第一枚DNA防伪芯片，它的大小不到一平方厘米，和信用卡一样厚。据介绍，该公司采用的是合成的DNA，再经过纯化、防伪处理后，制成防伪DNA，接下来则把DNA置入芯片生产，试产出来的防伪芯片，经封装、测试、稳定性测试程序，最后才能批量生产。这款防伪芯片检测时间仅需2秒，辨识寿命则为3年，价格与目前的智能型IC芯片价格相当。而这种DNA芯片可以广泛用于各种身份证件、金融卡还可以用于专利产品。据悉英国将从2007年起，在所有公民的身份证中采用生物芯片，未来犯罪分子在国内作案，很快就会被抓捕归案。 

 

　　生物芯片可以同时进行大信息量的检测特点，也使生物芯片成为环保领域有效的检测技术。比如使用传统方案对水质或空气进行检测时，需要对各个指标进行多次检测，但利用生物芯片便可以对水中或空气中所有的环境指标进行一次性分析测试，而且电脑会在几分钟内报出全部数据。 

 

　　就连即将到来的2008年北京奥运会，也有望通过生物芯片彻底解决兴奋剂的问题。在奥运会的百年历史上还从未同时对所有的运动员进行过兴奋剂检测，但生物芯片便可以将其变为可能。博奥生物早在两年前便开始研制的兴奋剂检测芯片，目前已经全部开发完毕。2005年4月，国际奥委会的相关官员考察了博奥生物公司时对该技术颇有兴趣。与传统的检测手段相比，采用生物芯片进行兴奋剂筛查速度快、效率高，是全样本检测成为可能。谈到能否在2008年奥运会时得以应用，程京认为技术不是问题。   

 

　　生物芯片带来的商业机会还不止于此，从农作物育种到航空航天领域，应用前景非常广阔。“国内的生物芯片市场正在快速繁荣，2005年全国的销售收入约为2.3亿元，博奥生物公司也连续两年实现300%的增长速度。”尽管生物芯片产业才刚刚启动，但程京对未来充满信心。 

 

　　生物芯片产业化的前奏已经响起，随着产品价格的降低和生物芯片从研究走向临床和商用，未来几年生物芯片行业可预期会出现高增长。事实上，生物技术行业本来就是风险投资关注的重要领域，上世纪90年代初美国便出现过生物技术投资的热潮。此时，不少原本专注IT投资的风险投资商也开始将目光转向生物科技领域。相信随着更多海外风险基金进入中国，生物科技领域也将成为继IT、互联网投资之后的又一热点。