超越时空

    生物芯片起源于上个世纪80年代末，是一项运用多学科交叉的前沿技术，利用微电子学、微流体学、分子生物学、生物技术、基因检测、分析化学等原理进行设计，并以硅晶圆、玻璃或高分子为基材，配合微机电自动化或其他精密加工技术，这样制作出来的高科技元件，犹如半导体芯片一般能快速进行繁复运算，具有快速、精确和低成本的生物分析检验能力，更可能在未来成为探索生命奥秘的主要工具。

    目前，发展中的生物芯片可分为基因芯片、实验室芯片与蛋白质芯片等三类，它的发展趋向是微型化，数字化、智能化，以后会解决生物兼容性问题，即可以植入人类体内。

    基因芯片是所有不同种类之生物芯片中发展最快的一种芯片，指的是在数平方厘米面积上安装数千或数万个核酸探针，经由一次测验，即可提供大量基因序列相关信息。

    而实验室芯片是生物芯片的主要发展方向。最新的进展已经能够在单个芯片上容纳超越10000个生物传感器，并使用它们来检测人体标志物，例如维生素水平或病毒感染。一个微小的芯片可以同时执行成千上万个生化反应。

    蛋白质芯片是以蛋白质为基材融合生物计算机技术制造的，可以当成有机体的生命模块，未来人类就可以像搭积木一样去定义软件、设计组织以及合成生命了。如果这个愿望实现的话，未来的你可能就不完全是你了，其中一部分是你父母带给你的，一部分可能是电脑合成出来的。当然，这还或多或少涉及到一些伦理的问题。

    目前，还有一种半导体纳米线生物芯片技术引人关注，它或将代表未来生物医疗的一种方向。

    事实上，半导体产业和生物产业，在此之前是没有相关的交集，半导体最主要是研究微电子、硅材料和光刻机等；而生物医疗，主要是关注生命有机体和细胞组织器官。虽然两者看起来毫不搭界，但在其纳米层次，它们是相通的——电子就是它们沟通的媒介，生物芯片是它的载体。

    这种完整的生物芯片是个片上芯片，可以全自动地分析所需要的生物项目，其好处是成本很低，可同时拥有多种检测项目，速度很快，3-5分钟便可以出好几个结果，可根据修饰的抗体多少来决定。相比目前传统方式所需的半小时到几小时，那简直是快太多了。

    另外，根据生物芯片表面纳米线修饰的抗体不同，又可以有不同的应用。比如用在食品安全方面，可检测是否有农药残留，有没有微生物、重金属，甚至能检测环境中的二氧化硫、生化耗氧量、亚硝酸盐等；应用在生物医疗上，如能在体外诊断的设备、智能穿戴设备。如果配合这样的生物芯片，可以检测核酸，既用来检验DNA，也可以检测各种疾病的生物标志物，检测血液里的离子、钙离子、钠离子PH值，甚至心肌酶的四五个指标可以同时进行检测。

    正如前面提及的，生物芯片技术开发和应用目前只是跨出了一小步，未来的应用前景将会更广泛，让我们一起期待充满科幻色彩的未来早日到来。

    （作者系科幻作家，著有《超时空拯救》）