BIO-CHIP TECHNOLOGY

BIO-CHIP TECHNOLOGY
    बायो-चिप टेक्नोलॉजी

OVERVIEW OF BIO-CHIP TECHNOLOGY:-

In molecular biology, bio-chips are essentially miniaturized laboratories that can perform hundreds or thousands of simultaneous biochemical reactions. Bio-chips enable researchers to quickly screen large numbers of biological analytes for a variety of purposes, from disease diagnosis to detection of bio-terrorism agents. Digital micro-fluidic bio-chips have become one of the most promising technologies in many biomedical fields. In a digital microfluidic bio-chip, a group of (adjacent) cells in the micro-fluidic array can be configured to work as storage, functional operations, as well as for transporting fluid droplets dynamically.

HUMAN ORGAN IN BIO-CHIP

The first biochip was invented by an American company namely Affymetrix, and the product of this company is GeneChip (DNA microarrays). These products comprise the number of individual DNA sensors used for sensing defects. Biochip plays an essential role in the field of biology research like systems biology as well as disease biology while the number of clinical applications is rising. It is a set of microarrays which are placed on a strong surface of a substrate to allow thousands of reactions to be performed in less time. The development of bio-chip mainly includes the combination of molecular biology, biochemistry, and genetics. Bio-chips are used for analyzing organic molecules connected with a live organism.

बायो - चिप टेक्नोलॉजी का अवलोकन :-

आणविक जीव विज्ञान में, बायोचिप्स आवश्यक रूप से लघु प्रयोगशालाएं हैं जो सैकड़ों या हजारों एक साथ जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं का प्रदर्शन कर सकती हैं। बॉयोचिप्स शोधकर्ताओं को बायोटेरियोरिज़म एजेंटों का पता लगाने के लिए रोग निदान से लेकर कई तरह के उद्देश्यों के लिए बड़ी संख्या में जैविक विश्लेषणों को जल्दी से स्क्रीन करने में सक्षम बनाता है। डिजिटल माइक्रोफ्लुइड बायोचिप्स  कई बायोमेडिकल क्षेत्रों में सबसे अधिक आशाजनक तकनीकों में से एक बन गए हैं। डिजिटल माइक्रोफ्लुइडिक बायोचिप में, माइक्रोफ़्लुइडिक सरणी में (आसन्न) कोशिकाओं के एक समूह को भंडारण, कार्यात्मक संचालन के साथ-साथ तरल पदार्थ की बूंदों को गतिशील रूप से परिवहन करने के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।

पहले बायोचिप का आविष्कार एक अमेरिकी कंपनी द्वारा किया गया था, जिसका नाम एफिमेट्रिक्स है, और इस कंपनी का उत्पाद जीनशिप (डीएनए माइक्रोएरे) है। इन उत्पादों में संवेदी दोषों के लिए उपयोग किए जाने वाले व्यक्तिगत डीएनए सेंसर की संख्या शामिल होती है। बायोचिप अनुसंधान जीव विज्ञान के क्षेत्र में एक आवश्यक भूमिका निभाता है जैसे सिस्टम जीव विज्ञान और साथ ही रोग जीव विज्ञान जबकि नैदानिक ​​अनुप्रयोगों की संख्या बढ़ रही है। यह माइक्रोएरे का एक सेट है जिसे कम समय में हजारों प्रतिक्रियाओं को निष्पादित करने की अनुमति देने के लिए एक सब्सट्रेट की मजबूत सतह पर रखा जाता है। बायोचिप के विकास में मुख्य रूप से आणविक जीव विज्ञान, जैव रसायन और आनुवंशिकी का संयोजन शामिल है। जैव जीवों का उपयोग जीवित जीव से जुड़े कार्बनिक अणुओं के विश्लेषण के लिए किया जाता है।

WHAT IS BIO-CHIP:-

A bio-chip is a set of diminished micro-arrays that are placed on a strong substrate that allows many experiments to be executed at the same time to obtain a high throughput in less time. This device contains millions of sensor elements or biosensors. Not like microchips, these are not electronic devices. Each and every bio-chip can be considered as a microreactor that can detect a particular analyte like an enzyme, protein, DNA, biological molecule or antibody. The main function of this chip is to perform hundreds of biological reactions in a few seconds like decoding genes (a sequence of DNA).

बायो - चिप क्या है :-

बायोचिप एक कम सब्सट्रेट पर रखे गए सूक्ष्मजीवों का एक सेट है जो कम समय में एक उच्च थ्रूपुट प्राप्त करने के लिए एक ही समय में कई प्रयोगों को निष्पादित करने की अनुमति देता है। इस उपकरण में लाखों सेंसर तत्व या बायोसेंसर होते हैं। माइक्रोचिप्स की तरह नहीं, ये इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस नहीं हैं। प्रत्येक और हर बायोचिप को एक माइक्रोकैक्टर के रूप में माना जा सकता है जो एक विशेष विश्लेषण का पता लगा सकता है जैसे एंजाइम, प्रोटीन, डीएनए, जैविक अणु या एंटीबॉडी। इस चिप का मुख्य कार्य कुछ ही सेकंड में सैकड़ों जैविक प्रतिक्रियाओं को करना है जैसे कि डिकोडिंग जीन (डीएनए का एक क्रम)।

WORKING PRINCIPLE OF BIO-CHIP:-

The working of Bio-chip mainly includes the following steps:-

1-Step 1: The operator generates a low-power electromagnetic field through radio signals.

2-Step 2: The fixed bio-chip gets turn on.

3-Step 3: The activated chip transmits the identification code reverse to the operator through radio signals.

4-Step 4: Reader strengthens the received code to change it into digital form and finally exhibits it on LCD.

बायो - चिप के कार्य करने का सिद्धांत :-

बायोचिप के काम में मुख्य रूप से निम्नलिखित चरण शामिल हैं: -

1-चरण 1: ऑपरेटर रेडियो संकेतों के माध्यम से एक कम-शक्ति विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है।

2-चरण 2: निश्चित बायोचिप चालू हो जाता है।

3-चरण 3: सक्रिय चिप पहचान संकेतों को ऑपरेटर के पास रेडियो सिग्नल के माध्यम से पहुंचाता है।

4-चरण 4: पाठक प्राप्त कोड को डिजिटल रूप में बदलने के लिए मजबूत करता है और अंत में इसे एलसीडी पर प्रदर्शित करता है।

COMPONENTS OF BIO-CHIP:-

The Bio-chip comprises two components namely the transponder as well as reader:-

बायो-चिप में दो घटक होते हैं जैसे ट्रांसपोंडर और साथ ही पाठक: -

COMPONENTS OF BIO-CHIP

1) Transponder:-

Transponders are two types’ namely active transponder and passive transponder. This is a passive transponder which means that it doesn’t contain any of its own energy or battery whereas in passive, it is not active until the operator activates it by giving it a low electrical charge. This transponder consists of four parts such as antenna coil, computer microchip, glass capsule, and a tuning capacitor. The computer microchip stores a unique identification (UID) number that ranges from 10 digits to 15 digits long.

The antenna coil is very small, primitive and this type of antenna is used to send and receive the signals from the scanner or reader. The charging of the tuning capacitor can be done with the small signal i.e, 1/1000 of a watt which is sent by the operator. The glass capsule holds the antenna coil, capacitor, and microchip, and it is made with a biocompatible material namely soda lime glass.

2) Reader:-

The reader comprises of a coil namely “exciter” and it forms an electromagnetic field through radio signals. It offers the required energy (<1/1000 of a watt) to activate the biochip.  The reader carries a receiving coil for receiving the ID number or transmitted code sent back from the excited implanted biochip.

बायो - चिप घटक :-

1) ट्रांसपोंडर: -

ट्रांसपोंडर दो प्रकार के होते हैं अर्थात् सक्रिय ट्रांसपोंडर और निष्क्रिय ट्रांसपोंडर। यह एक निष्क्रिय ट्रांसपोंडर है, जिसका अर्थ है कि इसमें अपनी कोई ऊर्जा या बैटरी नहीं होती है जबकि निष्क्रिय में, यह तब तक सक्रिय नहीं होता है जब तक कि ऑपरेटर इसे कम इलेक्ट्रिकल चार्ज देकर इसे सक्रिय नहीं करता है। इस ट्रांसपोंडर में चार भाग होते हैं जैसे कि ऐन्टेना कॉइल, कंप्यूटर माइक्रोचिप, ग्लास कैप्सूल और ट्यूनिंग कैपेसिटर।

कंप्यूटर माइक्रोचिप एक विशिष्ट पहचान (यूआईडी) संख्या को संग्रहीत करता है जो 10 अंकों से लेकर 15 अंकों तक लंबा होता है। एंटीना कॉइल बहुत छोटा है, आदिम है और इस प्रकार के एंटीना का उपयोग स्कैनर या रीडर से सिग्नल भेजने और प्राप्त करने के लिए किया जाता है। ट्यूनिंग कैपेसिटर का चार्जिंग छोटे सिग्नल के साथ किया जा सकता है, अर्थात ऑपरेटर द्वारा भेजे गए एक वाट का 1/1000।

ग्लास कैप्सूल में ऐन्टेना कॉइल, कैपेसिटर और माइक्रोचिप होती है, और इसे एक बायोकंपैटिबल मैटेरियल अर्थात सोडा लाइम ग्लास के साथ बनाया जाता है।

2) पाठक: -

पाठक में एक कुंडल होता है जिसका नाम है "एक्सिटर" और यह रेडियो सिग्नल के माध्यम से एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाता है। यह बायोचिप को सक्रिय करने के लिए आवश्यक ऊर्जा (<1/1000 एक वाट) प्रदान करता है। पाठक उत्तेजित संख्या वाले बायोचिप से भेजे गए आईडी नंबर या प्रेषित कोड को प्राप्त करने के लिए एक प्राप्त करने वाला कुंडल ले जाता है।

TYPES OF BIO-CHIP:-

(बायो - चिप के प्रकार )

There are three types of Biochips available namely DNA microarray, microfluidic chip, and protein microarray:-

डीएनए माइक्रोएरे, माइक्रोफ्लुइडिक चिप और प्रोटीन माइक्रोएरे नाम के तीन प्रकार के बायोचिप्स उपलब्ध हैं: -

TYPES OF BIO-CHIPS

1) DNA Microarray:-

A DNA microarray or DNA biochip is a set of tiny DNA spots fixed to a strong surface. A researcher utilizes to calculate the expression levels for a large number of genes. Every DNA mark comprises picomoles of particular genes which are termed as probes. These can be a short segment of a genetic material under high rigidity situations. Usually, probe-target hybridization is noticed and counted by recognition of fluorophore or chemiluminescence labeled targets to decide the relative quantity of nucleic acid series in the target. Innovative arrays of nucleic acid were macro arrays about 9 cm X 12 cm and the initially automated icon based analysis was published in the year 1981.

डीएनए माइक्रोऐरे :-

एक डीएनए माइक्रोएरे या डीएनए बायोचिप एक मजबूत सतह पर तय छोटे डीएनए स्पॉट का एक सेट है। एक शोधकर्ता बड़ी संख्या में जीन के लिए अभिव्यक्ति के स्तर की गणना करने के लिए उपयोग करता है। प्रत्येक डीएनए चिह्न में विशेष जीन के picomoles शामिल होते हैं जिन्हें जांच के रूप में कहा जाता है। ये उच्च कठोरता स्थितियों के तहत एक आनुवंशिक सामग्री का एक छोटा खंड हो सकता है। आमतौर पर, जांच-लक्ष्य संकरण पर ध्यान दिया जाता है और लक्ष्य में न्यूक्लिक एसिड श्रृंखला की सापेक्ष मात्रा तय करने के लिए फ्लोरोफोरे या केमिलुमिनेसिज्म लेबल लक्ष्यों की मान्यता के द्वारा गिना जाता है। न्यूक्लिक एसिड के नवीन सरणियों में 9 सेमी X 12 सेमी के बारे में मैक्रो सरणियां थीं और प्रारंभिक रूप से स्वचालित आइकन आधारित विश्लेषण वर्ष 1981 में प्रकाशित हुआ था।

2) Microfluidic Chip:-

Microfluidic biochips or lab-on-a-chip are a choice to usual biochemical laboratories and are transforming several applications like DNA analysis, molecular biology procedures, proteomics which is known as the study of proteins and diagnostic of diseases (clinical pathology). These chips are becoming more complex by using 1000’s of components, but those components are designed physically called as bottom-up full-custom plan, which is a very large workforce.

माइक्रोफ्लूइडिक चिप्स :-

माइक्रोफ्लुइड बायोचिप्स या लैब-ऑन-ए-चिप सामान्य जैव रासायनिक प्रयोगशालाओं के लिए एक विकल्प हैं और डीएनए विश्लेषण, आणविक जीव विज्ञान प्रक्रियाओं, प्रोटिओमिक्स जैसे कई अनुप्रयोगों को बदल रहे हैं जिन्हें प्रोटीन और रोगों के निदान (नैदानिक ​​रोग विज्ञान) के अध्ययन के रूप में जाना जाता है। ये चिप्स 1000 के घटकों का उपयोग करके अधिक जटिल होते जा रहे हैं, लेकिन उन घटकों को भौतिक रूप से नीचे-ऊपर पूर्ण-कस्टम योजना के रूप में डिज़ाइन किया गया है, जो एक बहुत बड़ा कार्यबल है।

3) Protein Microarray:-

A protein microarray or protein chip method is used to follow the actions as well as connections of proteins, and to find out their function on a large scale. The main advantage of protein microarray is that we can track a large number of proteins in parallel. This protein chip comprises of a surface for supporting like microtitre plate or bead, nitrocellulose membrane, the glass slide. These are automated, rapid, economical, very sensitive, consumes less quantity of samples. The first methodology of protein chips was introduced in antibody microarrays of scientific publication in the year 1983. The technology behind this chip was quite easy to develop for DNA microarrays, which have turned into the most generally used microarrays.

प्रोटीन माइक्रोएरे:-

एक प्रोटीन माइक्रोएरे या प्रोटीन चिप विधि का उपयोग क्रियाओं के साथ-साथ प्रोटीन के कनेक्शन का पालन करने और बड़े पैमाने पर उनके कार्य का पता लगाने के लिए किया जाता है। प्रोटीन माइक्रोएरे का मुख्य लाभ यह है कि हम समानांतर में बड़ी संख्या में प्रोटीन को ट्रैक कर सकते हैं। इस प्रोटीन चिप में माइक्रोएट्रे प्लेट या बीड, नाइट्रोसेल्यूलोज झिल्ली, ग्लास स्लाइड जैसे समर्थन के लिए एक सतह शामिल है। ये स्वचालित, तीव्र, किफायती, बहुत संवेदनशील होते हैं, कम मात्रा में नमूनों का सेवन करते हैं। प्रोटीन चिप्स की पहली पद्धति को वैज्ञानिक प्रकाशन के एंटीबॉडी माइक्रोएरे में वर्ष 1983 में पेश किया गया था। इस चिप के पीछे की तकनीक डीएनए माइक्रोएरे के लिए विकसित करना काफी आसान था, जो कि आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले माइक्रोएरे में बदल गए हैं।

ADVANTAGES OF BIO-CHIPS:-

The advantages of bio-chip include the following: -

1-The biochip is used to rescue the sick.

2-Very small in size, powerful and faster.

3-Bio-chips are useful in finding the lost people ,Biochips can be used to identify the persons individually.

4-Bio-chips perform thousands of biological reactions in a few seconds.

बायो - चिप के फायदे :-

बायोचिप के फायदों में निम्नलिखित शामिल हैं: -

1-बायोचिप का इस्तेमाल बीमारों को बचाने के लिए किया जाता है।

2-आकार में बहुत छोटा, शक्तिशाली और तेज।

3-बायोचिप्स खोए हुए लोगों को खोजने में उपयोगी होते हैं,बायोचिप्स का उपयोग व्यक्तियों को व्यक्तिगत रूप से पहचानने के लिए किया जा सकता है।

4-बायोचिप्स कुछ ही सेकंड में हजारों जैविक प्रतिक्रियाएं करते हैं।

DISADVANTAGES OF BIO-CHIPS:-

The disadvantages of biochip include the following: -

1-Biochips are expensive.

2-Biochip raises dangerous problems of individual privacy.

3-Biochip marks the end of human being liberty and self-respect.

4-There will be a chance of turning every person into a controlled person.

5-Bio-chips can be fixed into the human’s body without their interference.

बायो - चिप्स के नुकसान :-

बायोचिप के नुकसानों में निम्नलिखित शामिल हैं: -

1-बायोचिप्स महंगी होती हैं।

2-बायोचिप व्यक्तिगत गोपनीयता की खतरनाक समस्याओं को जन्म देती है।

3-बायोचिप मानव की स्वतंत्रता और स्वाभिमान की समाप्ति का प्रतीक है।

4-हर व्यक्ति को एक नियंत्रित व्यक्ति में बदलने का मौका होगा।

5-बायोचिप्स को उनके हस्तक्षेप के बिना मानव शरीर में तय किया जा सकता है।

APPLICATION OF BIO-CHIPS:-

The applications of biochip include the following:-

1-By using this chip we can trace a person or animal anywhere in the world.

2-This chip is used to store and update the information of a person like medical financial and demographics.

3-A bio-chip leads to safe E-commerce systems.

4-These chips are effective in restoring the records of medical, cash, passport, etc.

5-The biochip can be applicable in the medical field as a BP sensor, glucose detector, and oxygen sensor.

बायो - चिप के अनुप्रयोग :-

बायोचिप के अनुप्रयोगों में निम्नलिखित शामिल हैं: -

1-इस चिप का उपयोग करके हम दुनिया में कहीं भी किसी व्यक्ति या जानवर का पता लगा सकते हैं।

2-इस चिप का उपयोग मेडिकल वित्तीय और जनसांख्यिकी जैसे किसी व्यक्ति की जानकारी को स्टोर और अपडेट करने के लिए किया जाता है।

3-एक बायोचिप सुरक्षित ई-कॉमर्स सिस्टम की ओर जाता है।

4-ये चिप्स मेडिकल, कैश, पासपोर्ट आदि के रिकॉर्ड को बहाल करने में कारगर हैं।

5-बायोचिप मेडिकल क्षेत्र में बीपी सेंसर, ग्लूकोज डिटेक्टर और ऑक्सीजन सेंसर के रूप में लागू हो सकता है।