По мнению тайваньских ученых, интегральные схемы вскоре будут строиться по принципам, свойственным самой природе. Структура молекул ДНК уже используется при кодировании сигналов и обеспечивает, по словам разработчиков, наибольшую на сегодняшний день устойчивость криптографических систем. Биочипы позволяют в считанные секунды выявить и распознать болезнетворные бактерии в организме человека. Спектр применения плодов биоинженерии необычайно широк - ученые строят свои разработки "по образу и подобию" природных механизмов, объединяя их с последними достижениями высоких технологий.
Это направление охватывает несколько научных дисциплин, включая электронику, фотоэлектронику и химию. Технологии, обнародованные в настоящее время Биомедицинским инженерным центром при правительственном НИИ
ITRI, включают в себя высокоскоростные матрицы контактных зондов, биочипы для медицинской диагностики, микрофлюидальные биочипы и методику для разработки и производства микросхем. Все изобретения имеют международные патенты. В отличие от зарубежных исследователей, сосредоточенных на развитии прикладных направлений биотехнологий, тайваньские ученые больше заинтересованы в увеличении коэффициента отдачи биочипов. По оценкам аналитиков из
Business Communications, мировой рынок биопроцессорных устройств типа микроматриц, сканеров и других приложений должен вырасти к 2005 году до 1 млрд. долл.
Одним из применений биопроцессорной технологии является клиническая диагностика. Интегральные схемы, разработанные и выпущенные
ITRI,
могут точно обнаруживать у пациентов 265 болезнетворных организмов, что значительно сокращает время общей диагностики заболеваний. Диагностические микросхемы проходят сейчас апробацию в клиниках.
Микрофлюидальный биочип представляет собой многофункциональное устройство, разработанное Биомедицинским инженерным центром и его
электронной микроэлектромеханической лабораторией. Разработчики планируют создать приложение для предварительной диагностики. Микрофлюидальные устройства подобны схемам на компьютерных материнских платах, но для обмена между компонентами схем используются не только электроны, но и микрожидкости. Частицы жидкости внутри биочипов перемещаются под воздействием пневматических элементов, которые были запатентованы в США и могут получить широкое применение в будущих биопроцессорных разработках.
Несмотря на всю привлекательность новой технологии, биопроцессорная индустрия находится еще в зародышевом состоянии и ждет своего признания во многих технологических отраслях. Но ни одна компания собственными усилиями не сможет качественно разработать все возможные варианты применения биочипов. В связи с этим
IRTI решила создать ассоциацию
Biochip R&D Coalition, которая бы комбинировала и перераспределяла технологические и исследовательские ресурсы в зависимости от нужд мирового рынка.
В то же время частный предпринимательский сектор занимается собственными биопроцессорными разработками. Так, компания
Bowei BioTech сообщила о создании ДНК - биочипа, который совместил в себе микроэлектромеханические технологии с биологическими процессами. В устройстве используются уникальные сигналы, получаемые за счет полиморфизма ДНК, и применяется оно для защиты информации. Сигналы представляют собой единственные в своем роде метки, и любая попытка их изменения приводит к отключению устройства. В отличие от обычных интегральных схем, уязвимых для процессов кодирования/декодирования, биосхемы лишены таких недостатков.
Представители компании добавили также, что разработанная ими технология на базе ДНК может применяться во множестве форматов, включая защищенные карты - носители информации, вставляемые в устройства. По словам специалистов из
Bowei BioTech, в данный момент компания может выпускать до 2,5 млн. ДНК - чипов в месяц и приспосабливать их к различным требованиям.
Автор: Алексей Еленин
