Методом фотолітографії на чіпі витравлюють фрагменти ДНК. Коли на цей чіп потрапляє рідина, ці фрагменти зв’язуються з відповідними генними послідовностями з цієї рідини. Тоді за допомогою лазерного променя можна швидко просканувати всю ділянку й визначити, що це конкретно за гени. Таким чином, гени вже не доводиться зчитувати по одному, як раніше, а можна сканувати тисячами одночасно.
У 1997 році компанія
Шейна Келлі, професор факультету медицини Торонтонського університету, каже: “Сьогодні, аби оцінити клінічно значущий зразок біомаркерів раку, потрібна ціла кімната комп’ютерів, і результати з’являються не відразу. Тим часом наша група змогла виміряти біомолекули за допомогою електронного чіпа завбільшки з ніготь”.8 Вона передбачає, що незабаром усе обладнання, яке потрібне, аби проаналізувати цей чіп, зменшиться до розмірів мобільного телефона. Це означає, що ми стиснемо цілу хімічну лабораторію, яку сьогодні можна побачити в лікарні чи університеті, до розмірів одного-єдиного чіпа, яким зможемо користуватися у власній ванній кімнаті.
Лікарі в Массачусетській лікарні загального профілю створили власний біочіп, у 100 разів потужніший за все, що сьогодні є на ринку. Зазвичай циркулюючі пухлинні клітини (ЦПК) становлять менше ніж одну мільйонну частку всіх клітин крові, однак якщо вони розмножуватимуться, то зрештою можуть убити людину. Новий біочіп достатньо чутливий, аби виявити в крові людини циркулюючі пухлинні клітини, навіть якщо ті становлять лише одну мільярдну частку всіх клітин. На сьогодні вже підтверджено, що цей чіп може виявляти рак легень, простати, підшлункової залози, грудей і киш- ківника, проаналізувавши всього декілька мілілітрів крові людини.
За допомогою стандартної технології фотолітографії виготовляють чіпи, шо містять 78 000 мікроскопічних кілків (кожний заввишки 100 мікронів). Під електронним мікроскопом такий чіп нагадує вирубку з круглими пеньками. Кожний кілок покривають антитілом до адгезивної молекули епітеліальних клітин, яка трапляється в багатьох видах ракових клітин, але відсутня в здорових клітинах. Ад- гезивні молекули епітеліальних клітин потрібні раковим клітинам, щоб ті могли взаємодіяти між собою, утворюючи пухлину. Якщо по такому чіпу тече кров, циркулюючі пухлинні клітини прилипають до мікроскопічних кілків. У клінічних тестах цей чіп успішно виявив рак у 115 зі 116 пацієнтів.
Поширення таких лабораторій на чіпі, на додаток до інших переваг, радикально змінить вартість діагностування хвороб. Сьогодні біопсія чи хімічний аналіз може коштувати кількасот доларів і тривати кілька тижнів. У майбутньому це може коштувати лише кілька центів і тривати лише кілька хвилин. Швидкість і доступність діагностики раку, ймовірно, різко зростуть. Можливо, щоразу, чистячи зуби, ми водночас проходитимемо ретельну перевірку на багато різних хвороб, у тому числі й рак.
Лерой Гуд і його колеги з Вашингтонського університету створили чіп, приблизно 4 сантиметри завширшки, який може перевіряти наявність конкретних білків у крові людини на основі однієї-єдиної краплі крові. Білки - це структурні елементи життя. Наші м’язи, шкіра, волосся, гормони й ферменти - все це складається з білків. Виявлення білків, що типові для таких хвороб, як рак, може стати основою для діагностики хвороби на ранніх стадіях. Сьогодні цей чіп коштує тільки десять центів і може виявити конкретний білок за десять хвилин, отже, він у кілька мільйонів разів ефективніший за попередню систему. Гуд передбачає, що настане день, коли такий чіп зможе швидко проаналізувати сотні тисяч білків і попередити нас про багато різних хвороб за кілька років до того, як вони стануть небезпечні.
ВУГЛЕЦЕВІ НАНОТРУБКИ
Приблизне уявлення про потужність нанотехнологій можуть дати вуглецеві нанотрубки. В принципі, вуглецеві нанотрубки
