माइक्रोएरे



एक माइक्रोएरे एक मल्टीप्लेक्स (परख) लैब-ऑन-ए-चिप है। इसका उद्देश्य एक साथ हजारों जैविक अंतःक्रियाओं की अभिव्यक्ति का पता लगाना है। यह एक सब्सट्रेट (सामग्री विज्ञान) पर एक द्वि-आयामी सरणी है - आमतौर पर एक कांच की स्लाइड  या सिलिकॉन पतली फिल्म सेल - जो उच्च परिणाम स्क्रीनिंग लघु, बहुसंकेतन और समानांतर प्रसंस्करण और पहचान विधियों का उपयोग करके बड़ी मात्रा में जैविक सामग्री का परीक्षण (परीक्षण) करती है।. माइक्रोएरे की अवधारणा और पद्धति को पहली बार पेश किया गया था और 1983 में त्से वेन चांग द्वारा एक वैज्ञानिक प्रकाशन में एंटीबॉडी माइक्रोएरे (जिसे एंटीबॉडी मैट्रिक्स भी कहा जाता है) में दिखाया गया था। और पेटेंट की एक श्रृंखला।  स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी में रॉन डेविस और पैट ब्राउन लैब्स द्वारा 1995 के विज्ञान पत्रिका के लेख के बाद जीन चिप उद्योग में उल्लेखनीय वृद्धि शुरू हुई। Affymetrix, Agilent, Applied Microarrays, Arrayjet, Illumina (कंपनी), और अन्य जैसी कंपनियों की स्थापना के साथ, डीएनए माइक्रोएरे की तकनीक सबसे परिष्कृत और सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली बन गई है, जबकि प्रोटीन, पेप्टाइड और कार्बोहाइड्रेट का उपयोग microarrays विस्तार कर रहा है।

माइक्रोएरे के प्रकारों में शामिल हैं:
 * डीएनए माइक्रोएरे, जैसे कि सीडीएनए माइक्रोएरे, ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड माइक्रोएरे, बीएसी माइक्रोएरे और एसएनपी माइक्रोएरे
 * MMChips, microRNA आबादी की निगरानी के लिए
 * प्रोटीन माइक्रोएरे
 * प्रोटीन-प्रोटीन इंटरैक्शन के विस्तृत विश्लेषण या अनुकूलन के लिए पेप्टाइड माइक्रोएरे
 * ऊतक माइक्रोएरे
 * सेलुलर माइक्रोएरे (जिसे ट्रांसफेक्शन माइक्रोएरे भी कहा जाता है)
 * रासायनिक यौगिक माइक्रोएरे
 * एंटीबॉडी माइक्रोएरे
 * ग्लाइकन सरणियाँ (कार्बोहाइड्रेट सरणियाँ)
 * फेनोटाइप माइक्रोएरे
 * रिवर्स चरण प्रोटीन लाइसेट माइक्रोएरे, लाइसेट्स या सीरम के माइक्रोएरे
 * इंटरफेरोमेट्रिक परावर्तन इमेजिंग सेंसर (आईआरआईएस (बायोसेंसर))

सीएमओएस बायोटेक्नोलॉजी के क्षेत्र में लोग नए प्रकार के माइक्रोएरे विकसित कर रहे हैं। एक बार चुंबकीय नैनोकणों को खिलाए जाने के बाद, अलग-अलग कोशिकाओं को स्वतंत्र रूप से और एक साथ चुंबकीय कॉइल के माइक्रोएरे पर ले जाया जा सकता है। परमाणु चुंबकीय अनुनाद माइक्रोकॉइल्स का एक माइक्रोएरे विकास के अधीन है।

माइक्रोएरे का निर्माण और संचालन
सामग्री सबस्ट्रेट्स सहित बड़ी संख्या में प्रौद्योगिकियां माइक्रोएरे प्लेटफॉर्म को रेखांकित करती हैं, जैव आणविक सरणियों का पता लगाना, और सरणियों की माइक्रोफ्लुइडिक पैकेजिंग। माइक्रोएरे को वर्गीकृत किया जा सकता है कि कैसे वे सरणी के प्रत्येक तत्व को भौतिक रूप से अलग करते हैं, स्पॉटिंग (छोटे भौतिक कुएं बनाकर), ऑन-चिप संश्लेषण (सरणी पर सीधे पालन किए गए लक्ष्य डीएनए जांच को संश्लेषित करना), या मनका-आधारित (बारकोडेड नमूनों का पालन करना) मोतियों को बेतरतीब ढंग से सरणी में वितरित किया जाता है)।

उत्पादन प्रक्रिया
माइक्रोएरे उत्पादन प्रक्रिया पर प्रारंभिक प्रकाशन 1995 से पहले का है, जब एक पौधे के 48 पूरक डीएनए ग्लास स्लाइड पर मुद्रित किए गए थे जो आमतौर पर प्रकाश माइक्रोस्कोपी के लिए उपयोग किए जाते थे, दूसरी ओर आधुनिक माइक्रोएरे में अब हजारों जांच और कोटिंग्स के साथ विभिन्न वाहक शामिल हैं। माइक्रोएरे के निर्माण के लिए जैविक और भौतिक दोनों तरह की जानकारी की आवश्यकता होती है, जिसमें नमूना पुस्तकालय, प्रिंटर और स्लाइड सबस्ट्रेट्स शामिल हैं। हालांकि सभी प्रक्रियाएं और समाधान हमेशा नियोजित निर्माण तकनीक पर निर्भर करते हैं। माइक्रोएरे का मूल सिद्धांत कई हजार बार एक स्लाइड पर जांच की विभिन्न प्रजातियों वाले समाधानों के छोटे दागों की छपाई है। आधुनिक प्रिंटर HEPA-फिल्टर्ड होते हैं और उनमें नियंत्रित आर्द्रता और परिवेश का तापमान होता है, जो आमतौर पर लगभग 25°C, 50% आर्द्रता होती है। प्रारंभिक माइक्रोएरे सीधे प्रिंटर पिन का उपयोग करके सतह पर मुद्रित किए गए थे जो स्लाइड पर उपयोगकर्ता-परिभाषित पैटर्न में नमूने जमा करते थे। आधुनिक तरीके तेज हैं, कम क्रॉस-संदूषण उत्पन्न करते हैं, और बेहतर स्थान आकृति विज्ञान का उत्पादन करते हैं। उच्च घनत्व वाले माइक्रोएरे के लिए जिस सतह पर जांच मुद्रित की जाती है वह साफ, धूल मुक्त और हाइड्रोफोबिक होनी चाहिए। स्लाइड कोटिंग्स में पॉली-एल-लाइसिन, एमिनो सिलेन, एपॉक्सी और अन्य शामिल हैं, जिनमें निर्माता समाधान शामिल हैं और उपयोग किए गए नमूने के प्रकार के आधार पर चुने जाते हैं। समाधान की आवश्यक मात्रा को कम करते हुए और संदूषण या क्षति को कम करते हुए एकसमान, सघन सरणियों का निर्माण करने के लिए माइक्रोएरे प्रौद्योगिकी को आगे बढ़ाने के लिए चल रहे प्रयासों का लक्ष्य है। निर्माण प्रक्रिया के लिए, एक नमूना पुस्तकालय जिसमें सभी प्रासंगिक जानकारी होती है, की आवश्यकता होती है। माइक्रोएरे प्रौद्योगिकी के शुरुआती चरणों में, इस्तेमाल किया जाने वाला एकमात्र नमूना डीएनए था, जिसे आमतौर पर उपलब्ध क्लोन पुस्तकालयों से प्राप्त किया गया था और जीवाणु वैक्टर के माध्यम से डीएनए प्रवर्धन के माध्यम से प्राप्त किया गया था। आधुनिक तरीकों में अब नमूने के रूप में सिर्फ डीएनए ही शामिल नहीं है, बल्कि प्रोटीन, एंटीबॉडी, एंटीजन, ग्लाइकान, सेल लाइसेट्स और अन्य छोटे अणु भी शामिल हैं। उपयोग किए गए सभी नमूने पूर्वनिर्मित, नियमित रूप से अद्यतन और बनाए रखने के लिए अधिक सरल हैं। ऐरे फैब्रिकेशन तकनीकों में कॉन्टैक्ट प्रिंटिंग, लिथोग्राफी, नॉन-कॉन्टैक्ट और सेल फ्री प्रिंटिंग शामिल हैं।

संपर्क मुद्रण
संपर्क प्रिंटिंग माइक्रोएरे में पिन प्रिंटिंग, माइक्रोस्टैम्पिंग या फ्लो प्रिंटिंग शामिल है। डीएनए माइक्रोएरे कॉन्टैक्ट प्रिंटिंग में पिन प्रिंटिंग सबसे पुरानी और अभी भी व्यापक रूप से अपनाई गई पद्धति है। यह तकनीक ठोस माइक्रोएरे सतहों पर सीधे नमूना समाधान को लोड करने और वितरित करने के लिए पिन प्रकार जैसे ठोस पिन, स्प्लिट या क्विल पिन का उपयोग करती है। माइक्रोस्टैम्पिंग आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले पिन प्रिंटिंग के लिए एक विकल्प प्रदान करता है और इसे सॉफ्ट लिथोग्राफी के रूप में भी संदर्भित किया जाता है, जो सिद्धांत रूप में अलग-अलग, संबंधित पैटर्न ट्रांसफर तकनीकों को पैटर्न वाले पॉलीमर मोनोलिथिक सबस्ट्रेट्स का उपयोग करता है, सबसे प्रमुख माइक्रोस्टैम्पिंग है। पिन प्रिंटिंग के विपरीत, माइक्रोस्टैम्पिंग कम वैयक्तिकता के साथ एक अधिक समानांतर जमाव विधि है। कुछ टिकटों को अभिकर्मकों के साथ लोड किया जाता है और इन अभिकर्मक समाधानों के साथ समान रूप से मुद्रित किया जाता है।

लिथोग्राफी
लिथोग्राफी फोटोलिथोग्राफी, इंटरफेरेंस लिथोग्राफी, लेजर राइटिंग, इलेक्ट्रॉन-बीम और डिप पेन जैसी विभिन्न विधियों को जोड़ती है। सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली और शोधित विधि फोटोलिथोग्राफी बनी हुई है, जिसमें सतह पर विशिष्ट न्यूक्लियोटाइड्स को लक्षित करने के लिए फोटोलिथोग्राफिक मास्क का उपयोग किया जाता है। पराबैंगनी को मास्क के माध्यम से पारित किया जाता है जो रासायनिक रूप से संरक्षित माइक्रोएरे सतह से प्रकाश को संचारित या अवरुद्ध करने के लिए एक फिल्टर के रूप में कार्य करता है। यदि अल्ट्रावाइलेट अवरुद्ध हो गया है, तो क्षेत्र न्यूक्लियोटाइड के अतिरिक्त से सुरक्षित रहेगा, जबकि यूवी प्रकाश के संपर्क में आने वाले क्षेत्रों में और न्यूक्लियोटाइड जोड़े जा सकते हैं। इस पद्धति के साथ कुछ चलती भागों के साथ एक कॉम्पैक्ट डिवाइस का उपयोग करके डीएनए सुविधाओं के बहुत उच्च घनत्व के साथ उच्च-गुणवत्ता वाले कस्टम सरणियों का उत्पादन किया जा सकता है।

गैर संपर्क
गैर-संपर्क मुद्रण विधियां प्रकाश रसायन प्रिंटिंग, इलेक्ट्रो-प्रिंटिंग और ड्रॉपलेट डिस्पेंसिंग से भिन्न होती हैं। अन्य विधियों के विपरीत, गैर-संपर्क मुद्रण में सतह और स्टाम्प, पिन, या अन्य उपयोग किए गए डिस्पेंसर के बीच संपर्क शामिल नहीं होता है। मुख्य लाभ कम संदूषण, कम सफाई और उच्च थ्रूपुट हैं जो लगातार बढ़ता है। कई विधियाँ समानांतर में जांच को लोड करने में सक्षम हैं, जिससे एक साथ कई सरणियों का उत्पादन किया जा सकता है।

सेल फ्री
सेल फ्री सिस्टम में, ट्रांसक्रिप्शन और ट्रांसलेशन सीटू में किया जाता है, जो मेजबान कोशिकाओं में क्लोनिंग और प्रोटीन की अभिव्यक्ति को अप्रचलित बनाता है, क्योंकि किसी भी अक्षुण्ण कोशिकाओं की आवश्यकता नहीं होती है। ब्याज का अणु एक ठोस क्षेत्र की सतह पर सीधे संश्लेषित होता है। ये परख बरकरार कोशिकाओं से जुड़े अनुमानों के बिना नियंत्रित वातावरण में उच्च-थ्रूपुट विश्लेषण की अनुमति देते हैं।

यह भी देखें

 * माइक्रोएरे डेटाबेस
 * माइक्रोएरे विश्लेषण तकनीक
 * डीएनए माइक्रोएरे
 * बायोचिप

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