Qu'est-ce qu'une biopuce et types de biopuces

La première biopuce a été inventée par une société américaine à savoir Affymetrix, et le produit de cette société est GeneChip (puces à ADN). Ces produits comprennent le nombre de capteurs d'ADN individuels utilisés pour détecter les défauts. La biopuce joue un rôle essentiel dans le domaine de la recherche en biologie comme la biologie des systèmes ainsi que la biologie des maladies alors que le nombre d'applications cliniques augmente. Il s'agit d'un ensemble de puces à ADN qui sont placées sur une surface solide d'un substrat pour permettre d'effectuer des milliers de réactions en moins de temps. Le développement de la biopuce comprend principalement la combinaison de la biologie moléculaire, de la biochimie et de la génétique. Les biopuces sont utilisées pour analyser des molécules organiques liées à un organisme vivant. Cet article explique ce qu'est la biopuce, les types, les biopuces et leurs utilisations , ses inconvénients et ses applications.

Qu'est-ce qu'une biopuce ?

Une biopuce est un ensemble de puces à ADN réduites qui sont placées sur un substrat solide qui permet d'exécuter de nombreuses expériences en même temps pour obtenir un débit élevé en moins de temps. Cet appareil contient des millions d'éléments de capteur ou de biocapteurs. Contrairement aux puces électroniques, ce ne sont pas des appareils électroniques. Chaque biopuce peut être considérée comme un microréacteur capable de détecter un analyte particulier comme une enzyme, une protéine, un ADN, une molécule biologique ou un anticorps. La fonction principale de cette puce est d'effectuer des centaines de réactions biologiques en quelques secondes comme le décodage de gènes (une séquence d'ADN).

Principe de fonctionnement d'une biopuce :

Le fonctionnement de Biochip comprend principalement les étapes suivantes.

1. Étape 1 :L'opérateur génère un champ électromagnétique de faible puissance via des signaux radio
2. Étape 2 :La biopuce fixe s'allume
3. Étape 3 :La puce activée transmet le code d'identification inversé à l'opérateur via des signaux radio
4. Étape 4 :Le lecteur renforce le code reçu pour le transformer en forme numérique et l'affiche enfin sur l'écran LCD.

Composants de BioChips

La Biopuce comprend deux composants à savoir le transpondeur ainsi que le lecteur.

1) Transpondeur

Les transpondeurs sont de deux types, à savoir le transpondeur actif et le transpondeur passif. Il s'agit d'un transpondeur passif, ce qui signifie qu'il ne contient pas sa propre énergie ou batterie alors qu'en passif, il n'est actif que lorsque l'opérateur l'active en lui donnant une faible charge électrique. Ce transpondeur se compose de quatre parties telles qu'une bobine d'antenne, une puce informatique, une capsule de verre et un condensateur d'accord.

• La puce électronique stocke un numéro d'identification unique (UID) qui va de 10 chiffres à 15 chiffres.
• La bobine d'antenne est très petite, primitive et ce type d'antenne est utilisé pour envoyer et recevoir les signaux du scanner ou du lecteur.
• La charge du condensateur d'accord peut se faire avec le petit signal c'est-à-dire 1/1000 de watt qui est envoyé par l'opérateur.
• La capsule de verre contient la bobine d'antenne, le condensateur et la micropuce, et elle est faite d'un matériau biocompatible, à savoir le verre sodocalcique.

2) Lecteur

Le lecteur est composé d'une bobine appelée « excitateur » et il forme un champ électromagnétique par le biais de signaux radio. Il offre l'énergie nécessaire (<1/1000 de watt) pour activer la biopuce. Le lecteur porte une bobine réceptrice pour recevoir le numéro d'identification ou le code transmis renvoyé par la biopuce implantée excitée.

Types de biopuces

Il existe trois types de biopuces disponibles, à savoir les puces à ADN, les puces microfluidiques et les puces à protéines.

1) Puce à ADN

Une puce à ADN ou une biopuce à ADN est un ensemble de minuscules taches d'ADN fixées sur une surface solide. Un chercheur utilise pour calculer les niveaux d'expression pour un grand nombre de gènes. Chaque marque d'ADN comprend des picomoles de gènes particuliers qui sont appelés sondes. Ceux-ci peuvent être un segment court d'un matériel génétique dans des situations de rigidité élevée. Habituellement, l'hybridation sonde-cible est remarquée et comptée par reconnaissance de cibles marquées par un fluorophore ou par chimiluminescence pour décider de la quantité relative de séries d'acides nucléiques dans la cible. Les matrices innovantes d'acide nucléique étaient des macro matrices d'environ 9 cm X 12 cm et l'analyse basée sur des icônes initialement automatisée a été publiée en 1981.

2) Puce microfluidique

Les biopuces microfluidiques ou les laboratoires sur puce sont un choix pour les laboratoires biochimiques habituels et transforment plusieurs applications telles que l'analyse de l'ADN, les procédures de biologie moléculaire, la protéomique connue sous le nom d'étude des protéines et diagnostic des maladies (pathologie clinique). Ces puces deviennent de plus en plus complexes en utilisant des milliers de composants, mais ces composants sont conçus physiquement comme un plan entièrement personnalisé de bas en haut, ce qui représente une très grande main-d'œuvre.

3) Microarray à protéines

Une méthode de microarray ou de puce à protéines est utilisée pour suivre les actions ainsi que les connexions des protéines, et connaître leur fonction à grande échelle. Le principal avantage de la puce à protéines est que nous pouvons suivre un grand nombre de protéines en parallèle. Cette puce à protéines comprend une surface de support comme une plaque ou une bille de microtitrage, une membrane de nitrocellulose, la lame de verre. Ceux-ci sont automatisés, rapides, économiques, très sensibles, consomment moins de quantité d'échantillons. La première méthodologie des puces à protéines a été introduite dans les puces à anticorps de la publication scientifique en 1983. La technologie derrière cette puce était assez facile à développer pour les puces à ADN, qui sont devenues les puces les plus généralement utilisées.

Avantages et inconvénients des biopuces

Les avantages de la biopuce sont les suivants.

• La biopuce est utilisée pour secourir les malades
• Très petite taille, puissante et rapide.
• Les biopuces sont utiles pour retrouver les personnes perdues
• Les biopuces peuvent être utilisées pour identifier les personnes individuellement
• Les biopuces effectuent des milliers de réactions biologiques en quelques secondes.

Les inconvénients de la biopuce sont les suivants.

• Les biopuces sont chères
• La biopuce soulève des problèmes dangereux de confidentialité individuelle.
• Biochip marque la fin de la liberté et du respect de soi de l'être humain.
• Il y aura une chance de transformer chaque personne en une personne contrôlée
• Les biopuces peuvent être fixées dans le corps humain sans leur interférence.

Applications de biopuces

Les applications de la biopuce incluent les suivantes.

• En utilisant cette puce, nous pouvons retrouver une personne ou un animal partout dans le monde.
• Cette puce est utilisée pour stocker et mettre à jour les informations d'une personne telles que les données médicales, financières et démographiques.
• Une biopuce mène à des systèmes de commerce électronique sûrs
• Ces puces sont efficaces pour restaurer les dossiers médicaux, espèces, passeport, etc.
• La biopuce peut être applicable dans le domaine médical en tant que capteur de pression artérielle, détecteur de glucose et capteur d'oxygène.

À partir des informations discutées ci-dessus, nous pouvons enfin conclure que les biopuces sont précises, rapides et miniaturisées. L'espace des biopuces se situe à l'intersection entre la fabrication de puces, la biologie moléculaire, la génomique et le traitement du signal. Le marché des biopuces et de leurs applications a augmenté dans un certain nombre de régions de recherche clés. Voici une question pour vous, quelle est la définition de la biopuce ?