芯片 如果把中央處理器CPU比喻為整個電腦系統的心臟，那麽主板上的芯片組就是整個身體的軀幹。對於主板而言，芯片組幾乎決定了這塊主板的功能，進而影響到整個電腦系統性能的發揮，芯片組是主板的靈魂。 芯片組（Chipset）是主板的核心組成部分，按照在主板上的排列位置的不同，通常分為北橋芯片和南橋芯片。北橋芯片提供對CPU的類型和主頻、內存的類型和最大容量、ISA/PCI/AGP插槽、ECC糾錯等支持。南橋芯片則提供對KBC（鍵盤控制器）、RTC（實時時鐘控制器）、USB（通用串行總線）、Ultra DMA/33(66)EIDE數據傳輸方式和ACPI（高級能源管理）等的支持。其中北橋芯片起著主導性的作用，也稱為主橋（Host Bridge）。 芯片組的識別也非常容易，以Intel 440BX芯片組為例，它的北橋芯片是Intel 82443BX芯片，通常在主板上靠近CPU插槽的位置，由於芯片的發熱量較高，在這塊芯片上裝有散熱片。南橋芯片在靠近ISA和PCI槽的位置，芯片的名稱為Intel 82371EB。其他芯片組的排列位置基本相同。對於不同的芯片組，在性能上的表現也存在差距。 除了最通用的南北橋結構外，目前芯片組正向更高級的加速集線架構發展，Intel的8xx系列芯片組就是這類芯片組的代表，它將壹些子系統如IDE接口、音效、MODEM和USB直接接入主芯片，能夠提供比PCI總線寬壹倍的帶寬，達到了266MB/s；此外，矽統科技的SiS635/SiS735也是這類芯片組的新軍。除支持最新的DDR266，DDR200和PC133 SDRAM等規格外，還支持四倍速AGP顯示卡接口及Fast Write功能、IDE ATA33/66/100，並內建了3D立體音效、高速數據傳輸功能包含56K數據通訊(Modem)、高速以太網絡傳輸(Fast Ethernet)、1M/10M家庭網絡(Home PNA)等。 芯片的應用 與PCR技術壹樣，芯片技術已經開展和將要開展的應用領域非常的廣泛。生物芯片的第壹個應用領域是檢測基因表達。但是將生物分子有序地放在芯片上檢測生化標本的策略是具有廣泛的應用領域，除了基因表達分析外，雜交為基礎的分析已用於基因突變的檢測、多態性分析、基因作圖、進化研究和其它方面的應用，微陣列分析還可用於檢測蛋白質與核酸、小分子物質及與其它蛋白質的結合，但這些領域的應用仍待發展。對基因組DNA進行雜交分析可以檢測DNA編碼區和非編碼區單個堿基改變、確失和插入，DNA雜交分析還可用於對DNA進行定量，這對檢測基因拷貝數和染色體的倍性是很重要的。 用於DNA分析的樣品可從總基因組DNA或克隆片段中獲得，通過酶的催化摻入帶熒光的核苷酸，也可通過與熒光標記的引物配對進行PCR擴增獲得熒光標記DNA樣品，從DNA轉錄的RNA可用於檢測克隆的DNA片段，RNA探針常從克隆的DNA中獲得，利用RNA聚合酶摻入帶熒光的核苷酸。 對RNA進行雜交分析可以檢測樣品中的基因是否表達，表達水平如何。在基因表達檢測應用中，熒光標記的探針常常是通過反轉錄酶催化cDNA合成RNA，在這壹過程中摻入熒光標記的核苷酸。用於檢測基因表達的RNA探針還可通過RNA聚合酶線性擴增克隆的cDNA獲得。在cDNA芯片的雜交實驗中，雜交溫度足以除DNA中的二級結構，完整的單鏈分子（300-3000nt）的混合物可以提供很強的雜交信號。對寡核苷酸芯片，雜交溫度通常較低，強烈的雜交通常需要探針混合物中的分子降為較短的片段（50-100nt），用化學和酶學的方法可以改變核苷酸的大小。 不同於DNA和RNA分析，利用生物芯片進行蛋白質功能的研究仍有許多困難需要克服，其中壹個難點就是由於許多蛋白質間的相互作用是發生在折疊的具有三維結構的多肽表面，不像核酸雜交反應只發生在線性序列間。芯片分析中對折疊蛋白質的需要仍難達到，有以下幾個原因：第壹，芯片制備中所用的方法必需仍能保持蛋白質靈敏的折疊性質，而芯片制備中所有的化學試劑、熱處理、幹燥等均將影響到芯片上蛋白質的性質；第二，折疊蛋白質間的相互作用對序列的依賴性更理強，序列依賴性使得反應動力學和分析定量復雜化；第三，高質量的熒光標記蛋白質探針的制備仍待進壹步研究。這些原因加上其它的問題減慢了蛋白質芯片檢測技術的研究。 自從1991年Fodor等人［1］提出DNA芯片的概念後，近年來以DNA芯片為代表的生物芯片技術［2～6］得到了迅猛發展，目前已有多種不同功用的芯片問世，而且，有的已經在生命科學研究中開始發揮重要作用.所謂的生物芯片即應用於生命科學和醫學領域中作用類似於計算機芯片的器件.其加工制作采用了像集成電路制作過程中半導體光刻加工那樣的縮微技術，將生命科學中許多不連續的過程如樣品制備、化學反應和檢測等步驟移植到芯片中並使其連續化和微型化，這與當年將數間房屋大小的分離元件計算機縮微到現在只有書本大小的筆記本計算機有異曲同工之效.這種基於微加工技術發展起來的生物芯片，可以把成千上萬乃至幾十萬個生命信息集成在壹個很小的芯片上，對基因、抗原和活體細胞等進行測試分析，用這些生物芯片所制作的各種不同用途的生化分析儀和傳統儀器相比較具有體積小、重量輕、成本低、便於攜帶、防汙染、分析過程自動化、分析速度快、所需樣品和試劑少等諸多優點.目前生物芯片已不再局限於基因序列測定和功能分析這樣的應用，新派生的壹批技術包括：芯片免疫分析技術［7］、芯片核酸擴增技術［8～10］、芯片精蟲選擇和體外受精技術［11，12］，芯片細胞分析技術［13］和采用芯片作平臺的高通量藥物篩選技術［14］等.這類儀器的出現將為生命科學研究、疾病診斷和治療、新藥開發、生物武器戰爭、司法鑒定、食品衛生監督、航空航天等領域帶來壹場革命.因此，美國總統克林頓在1998年1月的國情咨文演講中指出：“在未來的12年內，基因芯片將為我們壹生中的疾病預防指點迷津”.另外，美國商界權威刊物Fortune［15］對此作了如下闡述: “微處理器在本世紀使我們的經濟結構發生了根本改變，給人類帶來了巨大的財富，改變了我們的生活方式.然而，生物芯片給人類帶來的影響可能會更大，它可能從根本上改變醫學行為和我們的生活質量，從而改變世界的面貌”.由於生物芯片技術領域的飛速發展，美國科學促進協會於1998年底將生物芯片評為1998年的十大科技突破之壹［16］.現在，生物芯片已被公認將會給下個世紀的生命科學和醫學研究帶來壹場革命，並已成為各國學術界和工業界所矚目並研究的壹個熱點. 生物芯片研究狀況 本世紀50，60年代以來，微電子技術的迅猛發展使其相關領域也取得了長足的進展，出現了壹些新的研究方向，如微機電系統、微光學器件、微分析系統等.這些技術在生物、化學和醫學等領域也得到了較廣泛的應用，各種生物傳感器和微型分析儀器相繼出現，如芯片毛細管電泳儀，氣體傳感器及用於觀察單個神經元細胞生長情況的儀器等.1991年Affymax公司Fodor領導的小組對原位合成制備的DNA芯片作了首次報道［1］.他們利用光刻技術與光化學合成技術相結合制作了檢測多肽和寡聚核苷酸的微陣列（microarray）芯片.用該方法制作的DNA芯片可用於藥理基因組學研究與基因重復測序工作.這壹突破性的進展使生物芯片技術在世界範圍內開始得到重視.隨著近些年來各種技術的進步，生物芯片的應用範圍不斷擴大，科學家們采用微電子工業及其他相關行業的各種微加工技術在矽、玻璃、塑料等基質上加工制作了各種生物芯片.美國依靠其強大的科技能力和經濟實力，在該領域的研究開發中處於領先位置，先後已有幾十家生物芯片公司成立，開發出了近20種生物芯片，部分已投入研究應用.在DNA芯片的研究過程中，很多公司都開發了具有自身特色的技術.最早涉足該領域的Affymetrix公司已開發了多種基因芯片，部分芯片已投入商業應用，如用於檢測HIV基因與p53腫瘤基因突變的芯片，還有用於研究藥物新陳代謝時基因變化的細胞色素p450芯片.Hyseq公司開發的薄膜測序芯片采用的方法不是在未知序列的DNA片段上做熒光標記，而是在已知序列的探針上做標記，每次用不同的探針去與未知序列的DNA片段雜交，通過檢測熒光得知雜交的結果，最後利用計算機處理實驗結果，組合出待測DNA片段的序列.Synteni公司（現已為Incyte Pharmaceutical並購）研究了壹種用玻璃作載體的DNA芯片，利用兩種不同的熒光標記物，可同時在芯片上檢測正常的信使RNA與受疾病或藥物影響後的信使RNA的表達情況.Nanogen公司采用電場以主動出擊的方式來操縱芯片上的DNA片段進行雜交，使其系統的反應速度比壹般的讓DNA隨機擴散尋找固化雜交探針的被動式檢測更快，使檢測時間可減少到幾十或幾百分之壹.Clinical Micro Sensors（CMS）公司正在開發壹種非熒光檢測芯片，利用電信號來確定DNA雜交中有無失配的情況.除了上述公司外，美國壹些著名大學如斯坦福大學、賓夕法尼亞大學、加利福尼亞大學伯克利分校、麻省理工學院、橡樹嶺國家實驗室等壹些大學和國家實驗室也在進行生物芯片的研究.歐洲壹些國家的公司和大學同樣也已涉足該領域並取得了明顯的成就，日本有幾家公司報道了他們的研究結果.最近，我國的清華大學、復旦大學、東南大學、軍事醫學科學院和中國科學院等機構也開始了這方面的研究工作，如果各方面重視、組織得當、加大資金投入力度、重視知識產權的保護，相信不久的將來在該領域中我國也會占有壹席之地.
希望采納
上一篇:六級英語怎麽畫思維導圖？下一篇:於丹為什麽被轟下百家講壇