激光共聚焦生物芯片扫描仪的研制

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1、上海交通大学硕士学位论文第一章绪论芯片蛋白芯片及芯片实验室1.2研究背景与意义生物芯片是90年代中期以来影响最深远的重大科技进展之一是融微电子学生物学物理学化学计算机科学为一体的高度交叉的新技术具有重大的基础研究价值又具有明显的产业化前景在实际应用方面生物芯片技术可广泛应用于疾病诊断和治疗药物基因组图谱药物筛选中药物种鉴定农作物的优育优选司法鉴定食品卫生监督环境检测国防等许多领域[3]它将为人类认识生命的起源遗传发育与进化为人类疾病的诊断治疗和防治开辟全新的途径为生物大分子的全新设计和药物开发中先导化合物的快

2、速筛选和药物基因组学研究提供技术支撑平台生物芯片扫描检测系统是生物芯片能否得到广泛应用的必备仪器通过生物芯片扫描仪检测仪器可以将芯片上测定的结果转变成可供分析处理的图像数据正确有效地获取芯片上的生物信息[4]随着目前生物芯片技术的飞速战速决发展与推广生物芯片扫描仪将广泛地被应用到科研医药工业医疗公共卫生系统等领域满足目前经济发展及科学研究在高通量高效率高准确性方面的要求在国内外均有巨大的市场前景目前的生物芯片扫描仪主要有两种CCD系统生物芯片扫描仪和激光共聚焦生物芯片扫描仪前者具有结构简单体积小检测速度快成本

3、低等优点对于点阵相对较低的生物芯片的检测有明显的优势后者以激光作光源采用共聚焦探测光路结合高速双向扫描和双向步进实现了对生物芯片的扫读和分析激光共聚焦扫描仪具有检测灵敏度高动态范围宽信噪比好测量精度高等优点可望成为今后的主流机型[5]1.2.1国内外动态国外的生物芯片及其检测仪器获得了长足的发展各生物芯片公司或相关仪器公司均推出了各自的生物芯片扫描仪但迄今为止还没有相关的国际标准或行业标准出台所以各商家推出的扫描仪的原理性能用途和技术指标等各异仪器市场竞争也是非常激烈的国内的芯片仪器市场并不大但很多品牌都在国

4、内的市场上销售争夺这块总额很小的市场在国内芯片仪器市场上主要有6第2页上海交通大学硕士学位论文第一章绪论家公司直接销售产品的珀金埃尔默PerkinElmer公司4家代理公司即总部位于香港的基因公司总部位于台湾的冷泉港公司深圳的晶美和北京的东胜创新自己研发的是博奥公司[6]珀金埃尔默仪器公司PerkinElmerInc.是全球第三大生化领域供应商在药物高通量筛选全自动液体处理和样品制备以及遗传疾病筛查方面是世界第一大供应商国内很多代表性的芯片生产厂家和研究单位都采用了珀金埃尔默芯片产品线的产品和软件上海的联合基

5、因科技集团曾于2000年一次性购买了50台PerkinElmer芯片扫描仪中科院北京基因组研究所北京华大基因研究中心采用的芯片点样仪和扫描仪均为PerkinElmer珀金埃尔默麾下的Packard公司在激光技术开发应用领域已经有30多年研究经验开发的ScanArrayExpress系列激光共聚焦芯片扫描系统汇集了多项独特设计专利适用于多种荧光样品的高灵敏度分析珀金埃尔默是芯片扫描仪领域的领导者在全球占有最大的市场份额也在国内的扫描仪市场上居重要地位他们的仪器价格一台一般在56万美元Axon公司是目前在市场上扫

6、描仪占销售第二位的公司公司在成立的初期曾一下子投资970万美元用于对生化仪器的研究开发axon公司的扫描仪一台至少3万多美元在国内扫描仪市场也占有很高的市场份额深圳晶美生物与日立在美国的全资子公司Miraibio合作作为完全独立的全方位服务供应商他们销售的Luminex扫描平台每一台大概是6万美元东胜创新Illumina公司去年夏天才推出微珠芯片实验室和平台东胜创新2005年1月就开始在国内销售目前他们销售的情况还不是很明朗国内企业开始研发低价位芯片仪器通过提供本地服务来推动销售在市场开拓方面已经稍有起色国内

7、有些企业只生产微阵列芯片却不生产设备结果科研单位还是买不起国外的设备自己的芯片卖不出去目前关于生化仪器开发已经引起国家的重视一些开发项目已经列为国家科技公关项目和九五公关项目目前国内走在前面的是北京博奥公司和成都百奥公司前者依附清华的科技力量自身的研发力量强后者依托中科院光电所的支持也具有一定的研发能力从低价位生物芯片的市场定位来看还是比较准确中国是世界工厂有丰富的廉价劳动力在制造业已经确立了不容置疑的市场地位在生物芯片产业上应该有成本优势生物芯片仪器的技术本身并不高但国际市场昂贵应该有很高的利润空间博奥把生

8、物芯片仪器作为重点来开发应该在整个国际市场上都有价格竞争优势然而博奥在市场运作方面还没有经验如何建立有效的国际国内市场渠道成了影响博奥市场成败的瓶颈第3页上海交通大学硕士学位论文第一章绪论近几年来国内研发生物芯片扫描仪的单位比较少主要的研发单位有浙江大学成都百奥以及北京博奥生物芯片有限公司等真正推出产品的公司只有后两者1.2市场机会与需求生物芯片仪器作为生命科学研究尤其是生物芯片技术的支撑平台其需求