生物芯片及其设备制作方法与相关技术
生物芯片的制作
原位光刻合成
原位光刻合成的简要过程：首先使支持物羟基化，并用光敏保护基将其保护起来。每次
选择适当的蔽光膜（mask）使需要聚合的部位透光，其他部位不透光。这样，光通过蔽 光膜照射到支持物上，受光部位的羟基脱保护而活化。因为合成所用的单体分子一端按
传统固相合成方法活化，另一端受光敏保护基的保护，所以发生偶联的部位在反应后仍
旧带有光敏保护基团。因此，每次通过控制蔽光膜的图案（透光与不透光）决定哪些区 域应被活化，以及所用单体的种类和反应次序，就可以实现与待定定位点合成大量预定 序列寡聚体的目的。 优点：合成效率高，点阵密度高 缺点：设备昂贵，技术复杂，反应产率低。
芯片片基、制作新片的仪器
2.样品制备 将样品进行提取、扩增，获取其中的蛋白质或DNA、RNA，然后用荧光标记，以提高检 测的灵敏度和使用的安全性。 3.杂交反应
4.信号检测和结果分析
芯片片基的制作 芯片片基即载体材料
目前常用的芯片片基都选择经过相应处理的硅片、玻璃片、
瓷片或聚丙烯膜、硝酸纤维素膜、尼龙膜等作为支持物。
做原位合成的支持物在聚合物发应前要先使其表面衍生出羟
基或氨基（视所要固定的分子为核酸或寡肽而定），并与保
护基建立共价连接；
作点样用的支持物，为使其表面带上正电荷以吸附带负电荷
的探针分子，通常需包被以氨基硅烷或多聚赖氨酸
芯片片基的制作
两种常见的载体 1.膜 优点：与核酸亲和力强，杂交技术成熟，通常无需被宝贝 2.玻片
生物芯片的技术原理及应用
生物芯片的技术原理及应用生物芯片是一种集成电子学、生物学和化学的多学科交叉研究领域，它是一种利用半导体工艺制作微小芯片，在芯片上刻制出细小、复杂和高灵敏度的电极，并通过微蠕动泵等技术将生命体系中的生物分子，如DNA序列、蛋白质和其他生物分子，限定或捕获在芯片上，再通过电化学或光学方法对生物分子的特性进行检测和分析的技术手段。
生物芯片的基本技术原理包括芯片制造、生物分子捕获与定位、生物反应与检测。
一、芯片制造生物芯片的制造方法主要有两种：基于光刻的方法和基于微流控制的方法。
基于光刻的方法是先利用微电子学制造出芯片的电路结构，再使用光刻技术将微生物捕获点和微反应槽等结构刻制在芯片表面。
而基于微流控制的方法则是利用微流控芯片中微型气泡、微液滴等构造实现微反应。
二、生物分子捕获与定位在芯片制造完成后，接下来就需要进行生物分子捕获与定位的工作。
这个步骤主要有两种方式：第一种是利用生物分子的特异性识别作用，将特定基因或蛋白质与芯片表面的探测分子上的互补序列或抗原-抗体等配对，从而实现生物分子在芯片上的捕获；第二种方式则是通过微型流动系统将微通道中的生物分子实现限制与定位。
这些方法可以实现高通量的生物分子捕获和多样的生物分子定位和形态控制。
三、生物反应与检测生物芯片利用电化学、光学和电学等多种检测方法来实现对生物分子的检测。
其中最常用的技术包括荧光检测、电化学检测和表面等离子体共振检测。
荧光检测利用特定探针与目标生物分子的结合发射自然荧光，从而实现生物分子的检测。
电化学检测主要是利用电化学基团与生物分子之间的相互作用来实现检测。
表面等离子体共振检测则是利用激光对金属膜表面散射的电磁波的强度，实现对生物分子的定量和检测。
生物芯片的应用涉及众多领域，从基因诊断到食品安全，从医院到实验室。
下面我们来简单介绍一下其主要应用领域：1. 基因芯片基因芯片是生物芯片最常用的一种，主要用于DNA测序和检测。
它的优点在于能够实现高通量的基因测序和高度特异性的DNA检测，可以快速、准确地识别和研究疾病基因、生物技术基因等。
微流控生物芯片制备
微流控生物芯片制备
微流控生物芯片是一种利用微流控技术制备的生物分子杂凑检测芯片，它可以用于迅速、高效地同时检测众多分子物质，如蛋白质、核酸和抗原。
生物芯片的发展在整个生物领域已经发挥了非常重要的作用，特别是在快速识别药物研究和临床诊断领域。
本文简要介绍了微流控生物芯片的制备原理和工艺步骤。
首先，微流控生物芯片是由特殊微流控机构组成的，它包括一个可控制的流体阀门、一个无负载涡轮和一个流体分配器。
其次，在制备微流控生物芯片之前，需要先准备芯片上的生物材料，如多重抗原和检测因子，并将其分析后，将其涂覆在芯片表面，以形成特异性生物检测系统。
接下来，不同的生物物质会通过芯片上的流体阀门，被引入和包合到一个流体液滴里。
最后，这个流体液滴将放入微流控机构的中央，形成微流控生物芯片。
通过上述步骤，我们可以有效地制备出微流控生物芯片。
微流控生物芯片的优点在于快速、简便，而且可以同时检测并结果多种分子物质。
因此，它可以广泛应用于药物研发、抗原抗体检测、转基因食品检测等领域，发挥重要作用。
pcr微反应器生物芯片制备
pcr微反应器生物芯片制备PCR微反应器生物芯片制备是一种微型化分子生物技术，主要用于检测微量基因片段、分子诊断、基因检测和蛋白检测。
1. 基本流程（1）样品预处理：通过 buffer、magnetic beads 等可以有效地将 PCR 产物与其他杂质分离。
（2）微反应器生物芯片的制备：将微反应器模板和所需的基因片段配制在芯片中，并注射少量样品以开启反应。
（3）PCR扩增：不同温度条件下，模板和所要检测的片段一经加热，可得到片段扩增。
（4）分析：进行 fluorescence 共振能量传输（FRET）测量，微反应器芯片上的反应可以检测出相应的反应结果。
2. 优点（1）易操作：可以在简单的实验室环境下实现，所需的步骤也相对较少，操作起来更加轻松简单。
（2）准确度高：可以准确检测量微物质的指定基因片段，从而更加准确地检测特定基因浓度。
（3）速度快：整个操作过程相对可以在较短时间内完成，因此可以更快速地获取所需的结果。
3. 缺点（1）设备较昂贵：其中用来进行微反应器生物芯片制备的设备相对昂贵，因此也有一定的投资成本。
（2）反应结果不稳定：反应结果取决于各种因素，由于环境条件、温度和PH值的变化等因素的影响，可能影响诊断结果的准确性。
4. 应用（1）医药与分子生物学：一些与基因型、表型以及遗传病等相关的研究，如癌症基因检测、血液病毒检测、Ebola 病毒检测等，都可以利用PCR微反应器生物芯片来实现。
（2）临床诊断：PCR微反应器生物芯片可以用于多种临床实验，如糖尿病芯片、肿瘤芯片等，这些芯片可以获得更准确的诊断结果，以确定重要的疾病发病机制。
（3）农业领域：用于鉴定、检测和改良农作物的品种，进一步提高农作物的品质，提高农业生产效率。
生物芯片的制作
4.信号检测和结果分析
芯片片基的制作 芯片片基即载体材料
目前常用的芯片片基都选择经过相应处理的硅片、玻璃片、
瓷片或聚丙烯膜、硝酸纤维素膜、尼龙膜等作为支持物。
生物芯片的 制作
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本节要点
生物芯片制作方法
生物芯片制作的主要步骤
芯片片基的制作 点样样品
芯片杂交
生物芯片的制作方法
一般有三种方法 1.原位合成法：指根据预先设计的点阵序列在每个位点通过有机合成的方式直 接聚合得到所要求的探针分子。聚合之后芯片片基的制作即告结束。该方法有
两类：原位光刻合成与压电打印法。
浓度的微小差异，将对杂交信号和速率产生极大影响。
两种典型的生物芯片
CDA芯片的合成与杂交
两种典型的生物芯片
影响ONA和CDA的因素
1.序列组成
是最不能控制的参数，对于ONA的影响要大于CDA
2.物理化学
ONA的杂交物理化学与CDA不同，其受cc含量的影响更大
选择适当的蔽光膜（mask）使需要聚合的部位透光，其他部位不透光。这样，光通过蔽 光膜照射到支持物上，受光部位的羟基脱保护而活化。因为合成所用的单体分子一端按
传统固相合成方法活化，另一端受光敏保护基的保护，所以发生偶联的部位在反应后仍
旧带有光敏保护基团。因此，每次通过控制蔽光膜的图案（透光与不透光）决定哪些区 域应被活化，以及所用单体的种类和反应次序，就可以实现与待定定位点合成大量预定 序列寡聚体的目的。 优点：合成效率高，点阵密度高 缺点：设备昂贵，技术复杂，反应产率低。
压电打印法
生物芯片的制备与应用
生物芯片的制备与应用生物芯片是当今生命科学领域中最重要的发明之一。
它们被广泛应用于许多生物学研究领域，包括基因组学、蛋白质组学、代谢组学、药物研发等，大大提高了研究效率和精度。
本文将探讨生物芯片的制备和应用，以及其在生命科学研究中的重要作用。
一、生物芯片的制备生物芯片包括基因芯片、蛋白芯片、细胞芯片等，制备方法也各不相同。
以下将以基因芯片为例进行介绍。
基因芯片是将数千万个小的DNA分子固定在芯片表面上的微型实验室。
制备基因芯片的第一步是设计和合成探针，即可以逆转录成cDNA（DNA互补链）并杂交到芯片表面DNA分子上的短DNA序列。
接着，这些DNA分子以特定的方式固定在芯片的表面上。
这个过程需要使用化学物质来裸露出固体表面，以便DNA分子可以在上面吸附。
最后，固定在芯片表面上的DNA分子通过一系列的分子生物学处理，如逆转录、荧光标记、杂交等，来检测芯片表面的DNA分子是否与样品中的cDNA杂交。
我们可以通过比较杂交的强度来推断样品中的哪些基因有表达。
二、生物芯片的应用生物芯片在生命科学研究中有着广泛的应用。
以下将以基因芯片为例，讨论其在生物学研究中的应用。
1、基因表达谱研究基因芯片可以同时分析样品中成千上万的基因的表达，因此在研究特定生物体的基因表达谱时特别有用。
不同类型的细胞和组织，甚至相同类型的细胞和组织在不同的条件下也可能有不同的基因表达谱，基因芯片可以准确地表征它们之间的差异。
这种分析方法已经被应用于许多领域，包括肿瘤学、药理学、遗传学等。
2、药物研发基因芯片可以在药物研发中发挥重要作用。
通常使用基因芯片来研究新药物对某个生物体的基因表达的影响，从而确定药物的作用机制。
此外，基因芯片还可以用于药物筛选，即检查某种化合物是否能够抑制或增强靶标基因的表达，从而筛选出具有治疗潜力的新药物。
3、个体化医疗基因芯片可以用于对特定疾病的个体化医疗。
例如，在癌症治疗中，基因芯片可以评估肿瘤组织的基因表达谱，然后根据该表达谱选择最佳的治疗方案。
多通道生物芯片的制备与应用
多通道生物芯片的制备与应用随着现代科技的迅猛发展，生物学领域的研究也日益深入。
多通道生物芯片作为一种较新的生物学研究工具，正发挥着越来越重要的作用。
本文将介绍多通道生物芯片的制备和应用，希望为相关领域的研究者提供参考。
一、多通道生物芯片的制备多通道生物芯片的制备是一个多学科交叉的过程，需要生物学、化学、物理学等多个学科的知识。
一般来说，多通道生物芯片的制备可以分为以下几个步骤：1.芯片设计：首先，需要根据研究需要设计芯片的结构和通道布局，确定芯片大小和材料。
2.芯片加工：按照设计要求，使用微纳加工技术制作芯片。
常用的加工技术包括光刻、离子束刻蚀、电子束刻蚀等。
制作完毕后，需要进行清洗和干燥等后处理工序。
3.表面修饰：为了增强芯片的亲水性、细胞附着性等性质，需要对芯片表面进行修饰。
可以采用化学修饰、物理修饰等方法进行表面修饰。
4.通道联通：在芯片表面制作出的通道之间建立联通，构成完整的多通道结构。
常用的方法有压力阀控制等。
5.芯片封装：最后，将芯片进行封装，以保护芯片结构并为实验提供良好的环境。
以上是多通道生物芯片的制备步骤的总体概括，具体实现过程还需要进一步研究和完善。
二、多通道生物芯片的应用多通道生物芯片的应用领域非常广泛，主要包括以下几个方面：1.生物检测：多通道生物芯片可以用于检测血糖、血脂、血液成分等生物指标，具有灵敏度高、操作简便、检测速度快等优点。
2.免疫诊断：多通道生物芯片可以用于检测抗体、抗原、病毒等生物分子，对于疾病的诊断和治疗有着重要的意义。
3.药物筛选：多通道生物芯片可以模拟体内环境对于药物的作用，通过检测细胞、蛋白等分子来筛选药物，具有高效、经济、准确的优点。
4.基因研究：多通道生物芯片可以用于检测基因表达、基因组分析等，为基因研究提供了新的工具。
5.分子生物学研究：多通道生物芯片可以实现以细胞、分子等为单位的研究，对于了解分子生物学、进一步发掘生物领域的潜力有着重要的作用。
生物检测芯片的设计与制备
生物检测芯片的设计与制备生物检测芯片是一种基于微电子技术和生物学技术相结合的新型检测器。
它利用微小的电极和生物分子的特异性作用，可以高效地检测生物分子的含量和活性，包括蛋白质、DNA、RNA等。
设计生物检测芯片必须结合所要检测的生物分子的特性和检测的目的。
基于这些考虑，设计的芯片需要考虑以下几个方面：一、芯片的基本构成生物检测芯片通常由两部分构成：基底和微型电极阵列。
基底可以是玻璃、聚合物、硅等材料，其表面通常覆盖有金属薄膜或其他材料。
微型电极阵列则是芯片上用于检测生物分子的部分，其电极数量的多少决定了芯片的检测灵敏度。
二、选择适合的生物分子选择适合的生物分子是生物检测芯片设计的关键。
只有选用特异性强、稳定性好的生物分子，才能达到高效、准确的检测效果。
例如酶、抗体、DNA探针等生物分子，可以用于检测细胞、蛋白质、DNA等生物分子的含量和活性。
三、界面化学反应生物分子要在芯片上有效地识别和结合，需要进行一系列的界面化学反应。
例如对基底表面进行物理或化学改性，使之具备一定的亲和作用，或在基底表面修饰化学反应可以引入化学键，帮助生物分子与芯片表面结合。
四、微型加工技术由于芯片上的微型电极阵列通常非常小，需采用微型加工技术进行建模与制造。
例如使用光刻技术，可以对基底表面进行均匀的光敏化处理，然后通过光刻剂进行线条刻蚀，形成微型电极阵列。
这些微电极可以制成各种形状，如圆形、方形、三角形，以适应不同类型的生物分子。
五、检测芯片成像与分析设计好的芯片需要成像与分析，以便确定生物分子的含量和活性。
市场上可以买到各种专用的检测芯片成像与分析设备，包括生物光学成像、原子力显微镜等。
这些设备可以在高分辨率下，将芯片上的电信号转换为可视的生物分子图像，从而确定生物分子的含量和活性，并分析芯片检测数据。
综上所述，生物检测芯片设计的关键是选择适合的生物分子、界面化学反应和微型加工技术。
芯片成像和分析也是在检测作用中不可或缺。
生物芯片的制造技术和应用
生物芯片的制造技术和应用在现代生物科技领域中，生物芯片的制造技术和应用正变得越来越广泛。
生物芯片可以用于快速检测和诊断疾病、监测环境和食品安全等多个方面，具有巨大的潜力和市场需求。
因此，本文将从生物芯片的原理、制造技术和应用等几个方面进行探讨。
一、生物芯片的原理生物芯片是一种微型芯片，常常被称为“实验室在芯片上”。
其核心原理就是基因芯片，利用了生物学的最新研究成果和芯片技术的高度集成，能够快速、高通量地检测某一细胞、组织或样品中含有的成分，如蛋白质、核酸等。
生物芯片通过将样品（如细胞）或探针（如DNA探针、抗体等）固定在芯片表面上，并利用微观加工技术制作出的微孔、微阱等微结构来控制分子的精确定位。
在处理样品时，通常会将其标记或荧光标记化，便于通过仪器或检测器进行测量和分析。
二、生物芯片的制造技术生物芯片的制造技术需要结合微电子技术、光学技术、生物工程技术等多种方面。
生物芯片的制造主要分为以下三个步骤：1. 芯片表面处理生物芯片的底材通常是玻璃或硅片，因此制作芯片需要对它们进行表面处理。
这些处理操作包括沉积金属、氮化硅等覆膜、制造光刻层，清洗和去除膜等工艺步骤。
2. 探针固定探针固定需要将两类生物分子相互连接，包括样品处理和探针表面处理等操作。
样品处理包括标记、提取和纯化目标物质等操作，而探针表面处理则包括用使探针与样品结合的稳定化剂基固定探针，或通过介电层上的化学修饰来改变探针表面的亲合性。
3. 检测与分析检测和分析就是使用检测设备对样品进行分析，需配备成像显微镜、荧光光谱仪等设备。
其中，荧光显微镜是生物芯片中用得最多的检测设备之一。
三、生物芯片的应用生物芯片的应用非常广泛，可应用于生命科学、医学、环境监测、食品安全等多个领域。
在生命科学领域，生物芯片技术广泛应用于基因筛查、生物多样性研究、癌症研究等方面，可大量提供有关分子生物学的信息。
在临床诊断中应用生物芯片也较为广泛，可在较短时间内提供可靠的诊断结果，例如新冠病毒检测等。
微型化生物实验芯片的制备及其应用
微型化生物实验芯片的制备及其应用一、引言微型化生物实验芯片是一种基于微流控芯片技术的新型实验技术，可以用于生物学、医学和化学等领域的实验。
这种实验芯片比传统的实验方法更快、更准确、更高通量，具有极大的应用前景。
随着微流控技术的不断发展，微型化生物实验芯片的制备越来越成熟，应用范围也越来越广泛。
本文将详细介绍微型化生物实验芯片的制备及其应用。
二、微型化生物实验芯片的制备微型化生物实验芯片的制备需要多步骤，包括芯片设计、芯片制造、生物样品处理以及实验操作等。
下面将分别介绍这些步骤。
1.芯片设计在芯片设计阶段，需要根据实验目的设计出相应的芯片结构。
根据实验需求，选择合适的微流控通道和微型反应器结构，并确定芯片材料和制造工艺。
此外，还需要将实验芯片与流体控制系统相连接，保证实验芯片可以完成实验目的。
2.芯片制造在芯片制造阶段，需要采用微纳米加工技术，将设计好的芯片结构制造出来。
这个过程通常采用光刻、蒸发、离子注入、激光加工等方法。
制造出来的芯片应该具有高精度、高可重复性、高通量等特点。
3.生物样品处理在实验芯片使用之前，需要对生物样品进行处理。
生物样品处理的目的是将样品准确地输入到微流控通道中，并且保持样品的纯度和完整性。
生物样品处理的方法包括细胞培养、基因提取、酶反应等。
4.实验操作在微型化生物实验芯片中，实验操作需要通过微流控通道完成。
实验操作可以实现自动化、高通量、高精度等特点。
微流控通道的设计对实验结果和效率具有重要影响。
三、微型化生物实验芯片的应用微型化生物实验芯片具有诸多优势，如高通量、高精度、低成本等，已经得到广泛应用。
下面将重点介绍微型化生物实验芯片在三个领域的应用。
1.生物学领域应用微型化生物实验芯片在生物学领域应用较多，可以用于分析DNA、RNA、蛋白质等生物大分子，并实现高通量、高灵敏度的检测。
比如，在肿瘤细胞检测中，可以利用微型化生物实验芯片进行单细胞分析，对肿瘤细胞进行快速检测和分类，从而为临床治疗提供更多的信息。
医疗设备行业中的生物芯片技术教程
医疗设备行业中的生物芯片技术教程医疗科技的发展给人们的健康和生活质量带来了重大的改变。
生物芯片技术作为医疗设备行业的重要组成部分，具有广阔的应用前景，可以在疾病诊断、药物研发和个性化医疗等方面发挥重要作用。
本文将对生物芯片技术的基本原理和在医疗设备行业中的应用进行介绍。
一、生物芯片技术的基本原理生物芯片技术是一种集成电子学、光学和生物学等学科的交叉技术。
其基本原理是利用微阵列芯片上的微小感应元件对特定的生物分子进行检测和分析。
生物芯片技术的核心是生物反应和信号转换。
生物反应部分涉及到生物反应物质与生物芯片上的探针之间的特异性相互作用。
这种相互作用可以是DNA与RNA 的杂交，蛋白质与抗体的结合等。
信号转换部分则是指通过对生物反应的检测，将生物信号转换为电信号或光信号，并利用电子学或光学仪器进行信号分析。
二、生物芯片技术在疾病诊断中的应用1. 基因芯片在遗传疾病的诊断中的应用基因芯片是一种能够同时检测众多基因表达水平的生物芯片。
通过基因芯片技术，可以对遗传疾病进行早期检测和诊断。
例如，在某些遗传性癌症中，基因芯片可以帮助医生确定患者是否携带突变的基因，并提前采取预防措施。
2. 蛋白芯片在蛋白质分析中的应用蛋白芯片是一种能够高通量检测蛋白质表达水平和相互作用的生物芯片。
蛋白质分析在疾病诊断、药物筛选和临床研究中具有重要意义。
蛋白芯片技术可以帮助科学家和医生快速、准确地分析复杂的蛋白质样本，并获得有关蛋白质表达水平和功能的信息。
三、生物芯片技术在药物研发中的应用药物研发是一个复杂而耗时的过程，而生物芯片技术可以在药物研发的不同阶段中发挥重要作用。
1. 药物靶点筛选生物芯片技术可以用于筛选药物的作用靶点。
通过对生物芯片上的基因表达进行分析，可以鉴定出与特定疾病相关的基因，并找到潜在的药物靶点。
2. 药物毒性评估药物的毒性评估是药物研发中不可或缺的一环。
生物芯片技术可以通过检测细胞或组织对药物的反应，评估药物的毒性和安全性。
生物芯片技术的设计与制备
生物芯片技术的设计与制备生物芯片技术是一种将微纳米尺度下的生物学、物理学、化学等多学科交叉研究领域的高科技。
生物芯片技术的设计与制备是整个生物芯片技术的核心，它将决定生物芯片的品质和性能。
随着生物芯片的应用越来越广泛，对芯片技术的制备和设计也越来越注重。
1. 生物芯片设计生物芯片的设计要从芯片结构及当中的传感器来思考。
传感器可用来检测生物分子的荧光、电信号、压力、温度、变形度等参数。
一般将传感器与芯片合成一体，以实现对样本的检测。
生物芯片的设计也少不了软件的规划，用计算机模拟与预测芯片的运行效果，结合实际试验结果，不断优化，实现更完美的性能。
在生物芯片的设计过程中，还要考虑到芯片上的微流控技术，它可以准确控制和引导生物分子在芯片内移动。
因此生物芯片的设计不仅要注重传感器、软件方面的考虑，还要注重微流控技术的应用。
2. 生物芯片制备生物芯片的制备要相对复杂，需要借助微纳米技术。
生物芯片的制备过程可以分为四个步骤：芯片基板制作、表面处理、生物分子固定及传感器加工。
首先，需要选用尺寸适当的基板，如硅片或Pyrex玻璃。
接着是表面处理，目的是使基板表面更加平整，抗紫外辐射优良且耐蚀性更好。
比较常用的表面处理工艺有干法刻蚀、湿法刻蚀、激光加工等。
对于生物芯片的生物分子固定，需要依托化学修饰技术进行，其中质子交换、硅烷化、PEG基团修饰等都是运用比较广泛的技术。
最后是传感器的加工，需要微纳米级别的加工技术，如电子束激光刻蚀等。
3. 生物芯片技术的应用生物芯片技术已经在医疗、环境监测、食品安全、生物科学等多个领域取得了广泛的应用。
在医学方面，生物芯片技术可以帮助医生快速、准确地进行疾病诊断，如癌症、糖尿病、心血管疾病等。
在日常生活中，我们也可以使用生物芯片技术来检测食品的安全性，以保证我们饮食的健康。
在环境监测方面，生物芯片技术可以用来监测水质、空气质量等环境因素。
总之，生物芯片技术的设计与制备是生物芯片技术的核心，制备过程较为复杂，需要微纳米级别的加工技术。
生物芯片技术及应用案例
生物芯片技术及应用案例生物芯片技术，是指将生物样品、试剂、反应体系、检测设备等整合在一起，通过微流控芯片的方式来进行生物分析的技术。
这项技术在生物医学、生物学、医药等领域有着广泛应用，成为了目前世界上最重要的生物分析技术之一。
下面，我们将介绍生物芯片技术的原理、分类以及应用案例。
一、生物芯片技术的原理生物芯片技术的核心是微流控芯片。
微流控芯片是一种微小的、通常不超过数平方厘米的芯片，上面可以加工出合适的微小通道和反应室，以进行基因检测、蛋白质检测、细胞分析、生物检测等生物分析。
微流控芯片被称为“实验室缩小版”，其设计和制造与普通集成电路芯片类似，可以通过板式制作、光刻和微加工技术等方式来制造。
生物芯片技术的基本流程包括样品预处理、芯片离体反应、信号检测和数据分析。
样品预处理包括样品的收集、提取、纯化、分离等处理工作；芯片离体反应包括反应体系的加入、混合和储存等操作；信号检测包括荧光、融合事件、电学等多种方式；数据分析包括各种生物信息学、统计学等技术。
二、生物芯片技术的分类生物芯片技术有很多分类方式，其中最常见的分类方式是根据反应物的类型和探测方法的不同分为基因芯片、蛋白质芯片和细胞芯片。
基因芯片是检测基因表达水平的芯片，用于研究基因表达谱、基因调控、疾病诊断和新药研发等。
蛋白质芯片是检测蛋白质含量、功能和相互作用的芯片，用于研究蛋白质组学、蛋白质表达、相互作用和酶学等研究。
细胞芯片则是用于细胞行为、表型和功能的检测，用于制药、生物医学、细胞工程和组织工程等领域。
三、生物芯片技术的应用案例生物芯片技术的应用场景非常广泛，包括疾病诊断、新药研发、生物制药、食品安全等。
下面将介绍几个典型的应用案例。
1.基因芯片在癌症诊断方面的应用基因芯片在癌症诊断方面的应用已经得到了广泛的研究和应用。
例如，在早期肺癌的诊断中，使用基因芯片可以检测出一些早期的肺癌指标，如ceRNA 的微观RNA信号。
这项技术具有操作简单、快速、灵敏度高等优点，不仅可以用于肺癌的早期筛查，还可以用于其他肿瘤的筛查和诊断。
生物芯片技术介绍
生物芯片技术介绍生物芯片技术是一种在微小尺度上对生物分子进行大规模并行检测和分析的技术。
它涉及将大量生物分子（如DNA、蛋白质、细胞等）附着在固态芯片表面，通过与这些生物分子相互作用，实现对生物分子的快速、高效、并行检测。
生物芯片技术最早可以追溯到20世纪90年代初，当时科学家们开始研究如何将DNA片段固定在玻璃或其他固体支持物上。
随着技术的不断发展，生物芯片技术已经成为生物医学领域的一种重要工具，被广泛应用于基因组学、蛋白质组学、细胞生物学、药物筛选等多个领域。
生物芯片技术的基本流程包括以下几个步骤：1.样品制备：将待检测的生物分子（如DNA、蛋白质等）制备成能够与芯片进行相互作用的溶液。
2.芯片制备：将支持物（如玻璃、硅等）表面进行处理，使其适合固定生物分子。
接着将待检测的生物分子固定在支持物表面，形成一个有序的生物分子阵列。
3.样品与芯片的相互作用：将样品溶液与芯片进行混合，让样品中的生物分子与芯片上的生物分子进行相互作用。
4.信号检测与分析：通过特定的检测技术（如荧光检测、化学发光检测等）对相互作用后的芯片进行信号检测，并将信号转化为数据。
这些数据可以进行进一步分析，如序列比对、蛋白质功能预测等。
5.数据处理与解释：对收集到的数据进行处理、分析和解释，以获得有关生物分子的有用信息，如基因序列、蛋白质功能等。
生物芯片技术有多种分类，常见的包括基因芯片、蛋白质芯片和细胞芯片。
基因芯片主要用于基因表达谱分析、基因突变和基因组测序等方面；蛋白质芯片则主要用于蛋白质表达谱分析、免疫应答检测和药物筛选等；细胞芯片则用于研究细胞生长、分化、迁移和凋亡等生物学过程。
生物芯片技术的应用范围非常广泛。
在基础研究领域，它可以用于基因组学和蛋白质组学研究，帮助科学家们发现新的生物标记物和治疗靶点。
在临床诊断领域，它可以用于疾病诊断和治疗监测，提高诊断准确性和效率。
在药物筛选领域，它可以用于高通量药物筛选和毒性测试，加速药物研发进程。
生物蛋白质分子芯片的制造方法
生物蛋白质分子芯片的制造方法
生物蛋白质分子芯片是一种新型的生物芯片，它可以用于检测蛋白质的表达和功能，是生物医学研究和药物研发领域的重要工具。
本文将介绍生物蛋白质分子芯片的制造方法。
生物蛋白质分子芯片的制造方法主要包括以下几个步骤：
1. 蛋白质样品的制备
蛋白质样品的制备是生物蛋白质分子芯片制造的第一步。
通常采用基因工程技术或者纯化技术从细胞中提取目标蛋白质。
蛋白质样品的纯度和质量对芯片的性能和灵敏度有很大的影响。
2. 蛋白质的固定
蛋白质的固定是生物蛋白质分子芯片制造的关键步骤。
通常采用化学交联、生物素化、共价键结合等方法将蛋白质固定在芯片表面。
固定的蛋白质应该具有良好的稳定性和活性，以保证芯片的灵敏度和特异性。
3. 芯片的制备
芯片的制备是生物蛋白质分子芯片制造的核心步骤。
通常采用微流控技术、光刻技术、电子束曝光技术等方法制备芯片。
芯片的材料和结构对芯片的性能和灵敏度有很大的影响。
4. 芯片的检测
芯片的检测是生物蛋白质分子芯片制造的最后一步。
通常采用荧光标记、放射性标记、质谱分析等方法检测芯片上的蛋白质。
检测的结果应该准确、可靠、重复性好。
生物蛋白质分子芯片的制造方法是一个复杂的过程，需要多种技术的综合应用。
随着生物技术和纳米技术的不断发展，生物蛋白质分子芯片将会在生物医学研究和药物研发领域发挥越来越重要的作用。
生物神经元的芯片制造技术
生物神经元的芯片制造技术随着人工智能和机器学习的快速发展，神经网络成为了研究的热点和技术发展的重要方向。
而生物神经元芯片的制造技术就是其中的一个关键环节。
生物神经元芯片的制造技术是一项复杂的工程技术，要求高精度和高稳定性，令人难以想象的是，制造一颗生物神经元芯片需要的技术和工艺比制造一颗芯片还要高，因为它需要模拟活生生的神经元和神经细胞之间的互动过程，从而实现同样的认知和学习功能。
在生物神经元芯片制造过程中，最关键的技术是电子束曝光和光刻技术。
电子束曝光技术可以将微米级别的线路和结构制造出来，而光刻则可以对其中的图案进行精确的刻画，从而形成特定的结构和层次的连接方式。
其中，电子束曝光技术是生物神经元芯片制造技术中最重要的一环，因为它可以将微米级别的线路和结构制造出来。
电子束曝光技术可以将电子束聚焦到非常小的空间，使得它能够对立体的芯片结构进行制造，而且精度非常高，可以满足微米级别的线路制造要求。
另外，生物神经元芯片的制造还需要控制表面的化学键合和生物分子的相互作用。
在生物神经元芯片内部，需要模拟神经元和神经细胞之间的互动过程。
为了实现这一点，需要使用涂覆、反应、激光刻蚀等技术，对芯片表面进行加工和处理。
在实际制造中，还需要注意到多种不同的生物化学过程，以及导电和传感器技术的引入，从而使芯片能够在生物体系中表现出与真实神经元类似的特性。
总体来说，生物神经元芯片制造技术需要高度的跨学科合作和技术攻关，同时需要经过不断的实验验证和改进，才能够实现高品质的生物神经元芯片制造。
生物神经元芯片的应用前景也很广泛。
首先，生物神经元芯片可以用于研究和模拟神经元的工作原理和行为模式，从而能够更好地理解神经系统的运作方式和病理机制，有助于发现新的治疗方法和药物。
其次，生物神经元芯片还可以用于构建人工神经网络，使得机器学习和人工智能技术更接近人类认知能力，从而可以更好地发挥人工智能在医疗、智能驾驶、自然语言处理等领域的优势。
纳米生物芯片的制备与应用方法
纳米生物芯片的制备与应用方法纳米生物芯片是一种融合了纳米技术和生物学的先进技术，能够在微观尺度上进行生物分析和检测。
它具有高灵敏度、高通量和高特异性等优点，被广泛应用于基因组学、蛋白质组学、药物筛选等领域。
本文将介绍纳米生物芯片的制备方法和应用方法。
纳米生物芯片的制备方法主要包括纳米材料的合成、芯片表面的修饰和功能分子的固定化。
首先，纳米材料的合成是制备纳米生物芯片的关键一步。
常见的纳米材料有金纳米颗粒、磁性纳米颗粒、碳纳米管等。
这些纳米材料通常通过化学合成方法或物理方法制备得到。
例如，金纳米颗粒可以通过还原金盐溶液中的金离子得到，其形状和尺寸可以通过控制合成条件进行调控。
接着，芯片表面的修饰是为了增加芯片的亲和性和生物兼容性。
常见的修饰方法包括自组装技术、化学偶联技术和物理吸附技术。
自组装技术是一种简单有效的方法，通过自身分子间力的作用使修饰分子在芯片表面排列有序。
化学偶联技术则是通过化学键将修饰分子固定在芯片表面上。
物理吸附技术则是利用分子间的吸附力将修饰分子吸附在芯片表面。
最后，功能分子的固定化是为了使纳米生物芯片能够特异地捕获、识别和检测目标分子。
常见的功能分子包括抗体、DNA、RNA等，它们具有特异性的结合能力。
将这些功能分子固定在芯片表面上，可以使纳米生物芯片具备检测特定分子的能力。
固定化的方法可以通过离子交换、共价结合或亲和性结合来实现。
纳米生物芯片的应用方法主要包括样品制备、芯片处理和数据分析。
样品制备是为了获得待测样品的纯度和浓度信息。
例如，在基因组学研究中，需要将DNA 样品提取、纯化并进行适当的放大。
芯片处理包括样品的加载、洗涤和检测。
样品加载是将待测样品与纳米生物芯片接触，使目标分子与芯片表面上的功能分子发生特异性结合。
洗涤是为了去除非特异性结合的分子。
最后，检测是通过成像技术、电化学技术或荧光技术对芯片上的结合情况进行分析。
数据分析是纳米生物芯片的最后一步，它涉及到数据获取、处理和解读。
纳米生物芯片的设计与制备方法与应用范例
纳米生物芯片的设计与制备方法与应用范例引言：纳米生物芯片是一种基于纳米技术和生物学的交叉学科研究领域，它融合了微电子技术、光学技术、生物分析技术等多种技术手段，用于实现对生物分子的高灵敏度检测、快速分析和精确控制。
本文将探讨纳米生物芯片的设计和制备方法以及一些应用范例。
一、纳米生物芯片的设计与制备方法1. 设计原则纳米生物芯片的设计需要考虑以下几个原则：（1）芯片结构：芯片应具有合适的结构和通道布局，以便于生物分子的输运和检测。
（2）材料选择：选择合适的材料来制备芯片，如玻璃、硅基材料、聚合物等。
同时，还需要考虑材料的生物相容性和耐久性。
（3）检测信号：选择适用的检测手段来实现对生物分子的检测，如电化学检测、光学检测等。
2. 制备方法纳米生物芯片的制备方法可以分为以下几个步骤：（1）基底制备：选择合适的基底材料，如硅基材料，通过光刻、薄膜沉积等技术制备出芯片的基本结构。
（2）纳米结构加工：利用纳米加工技术，如电子束曝光、离子束雕刻等，对芯片进行纳米级别的结构加工，如纳米通道的制备。
（3）功能层的添加：通过溶液沉积、热蒸发等方法，将功能性的材料层添加到芯片上，如生物识别层、电极层等。
（4）封装与测试：对芯片进行封装和测试，以确保其在实验环境中的稳定性和可靠性。
二、纳米生物芯片的应用范例1. 肿瘤标志物检测纳米生物芯片可以用于肿瘤标志物的高灵敏度检测。
通过将特定的抗体固定在纳米芯片表面，当肿瘤标志物存在于样品中时，它们将与表面的抗体相结合。
通过光学或电化学技术可以检测到结合事件并定量标志物的浓度。
这种方法具有高灵敏度、高通量和快速的优点，对于早期肿瘤的诊断和治疗具有重要意义。
2. DNA测序纳米生物芯片还可以用于DNA测序。
通过将DNA分子引导导入纳米芯片的纳米通道中，并使用离子电导测量技术对DNA分子进行测序。
这种方法具有高通量、高准确性和低成本的优点，可以加速基因组学研究的进展，为个性化医疗和生物技术的发展提供支持。
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本技术提供了一种生物芯片，包括：衬底基底，以及一个或多个生物芯片单元，集成到衬底基底上，其中，生物芯片单元包括微清洗系统、温控系统、生物芯片系统、色彩识别系统、微泵和供电系统。
本技术还提供了一种制备上述生物芯片的方法，包括上述生物芯片的生物检测系统，以及上述生物芯片的应用。
由于采用半导体制造工艺等制备上述生物芯片，所以生物芯片的尺寸较小，可以高度集成到便携式设备中，并且可以在制备便携式设备的半导体器件的同时集成生物芯片，减小了这些器件的尺寸和重量。
通过本技术制备的生物芯片不仅实现了生物检测设备的便携性，降低了设备和检测成本，而且还可以减少对环境的污染，增加快速检测的普及性。
权利要求书1.一种生物芯片，其特征在于，包括：衬底基底，以及一个或多个生物芯片单元，集成到所述衬底基底上，其中，所述生物芯片单元包括微清洗系统、温控系统、生物芯片系统、色彩识别系统、微泵和供电系统。
2.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述生物芯片系统包括微流道和固定在所述微流道上的化学修饰单元。
3.根据权利要求1或2所述的生物芯片，其特征在于，所述生物芯片单元还包括用于协助所述微清洗系统对所述微流道进行清洗的等离子体系统。
4.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述衬底基底为刚性材料或柔性材料中的一种或两种的组合。
5.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述微清洗系统为紫外线清洗系统。
6.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述温控系统为红外加热器或导电加热材料中的一种或两种的组合。
7.根据权利要求1所述的生物芯片，其特征在于，所述色彩识别系统包括用于将光信号或电信号传递给所述生物芯片系统的互补金属氧化物半导体(CMOS)光学传感器、摄像系统、光谱敏感元件、电感耦合(CCD)相机中的一种或多种的组合。
8.一种制备权利要求1-7任一项所述的生物芯片的方法，其特征在于，包括：在衬底基底上制备生物芯片系统，其中，所述生物芯片系统包括微流道和固定在所述微流道上的化学修饰单元；以及分别采用半导体制造工艺在所述衬底基底上制备其他元器件，其中，所述其他元器件包括微清洗系统、温控系统、色彩识别系统、微泵、供电系统和等离子体系统。
9.一种生物检测系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的生物芯片，优选地，所述生物芯片集成到便携式或可穿戴设备中，其中，所述便携式或可穿戴设备包括存储设备、手机、手表、平板电脑、笔记本电脑、手环、眼镜、衣服、项链或耳环。
10.权利要求1-7任一项所述的生物芯片在食品安全检测、检验检疫、疾病检测、流行病检测、传染病检测、空气中病毒细菌检测中的应用。
技术说明书一种生物芯片及其制备方法技术领域本技术涉及生物检测领域，具体而言，涉及一种生物芯片，包括其的生物检测系统及其制备方法和应用。
背景技术当前在食品安全、检验检疫、疾病检测、流行病检测、传染病检测、空气中病毒细菌检测中，必须要用到大型或者无法轻松携带的检测仪器，样品采集后，必须送到专业检测机构进行检测，因此，大幅延长了得到检测结果的时间。
此外，目前市面上使用的检测过程、检测设备和被检测芯片是独立的，即待测试剂注入或者涂敷于生物芯片中后，再放置在检测设备中，检测设备对生物芯片和试机进行分析，将分析结果反馈和存储到检测设备中。
部分生物芯片还需要对试机进行培养，这样也需要额外的系统辅助。
这种分体式检测过程不仅不利于快速检测的进行，而且设备沉重，造价高昂，不利于快速检测的普及。
另外此类型的生物芯片使用寿命很短，大部分使用一次就被丢弃，这样既是浪费，也是对环境的不友好。
虽然目前市场上已经出现了便携式检测设备，然而体积和重量仍然较大。
从而导致使用者无法像携带手机、平板电脑、笔记本电脑一般方便地携带检测设备。
技术内容针对相关技术中的问题，本技术提供了一种生物芯片及其制备方法。
本技术提供了一种生物芯片，包括：衬底基底，以及一个或多个生物芯片单元，集成到所述衬底基底上，其中，所述生物芯片单元包括微清洗系统、温控系统、生物芯片系统、色彩识别系统、微泵和供电系统。
在一个实施例中，所述生物芯片系统包括微流道和固定在所述微流道上的化学修饰单元。
在一个实施例中，所述生物芯片单元还包括用于协助所述微清洗系统对所述微流道进行清洗的等离子体系统。
在一个实施例中，所述衬底基底为刚性材料或柔性材料中的一种或两种的组合。
在一个实施例中，所述微清洗系统为紫外线清洗系统。
在一个实施例中，所述温控系统为红外加热器或导电加热材料中的一种或两种的组合。
在一个实施例中，所述色彩识别系统包括用于将光信号或电信号传递给生物芯片系统的互补金属氧化物半导体(CMOS)光学传感器、摄像系统、光谱敏感元件、电感耦合(CCD)相机中的一种或多种的组合。
在一个实施例中，本技术还提供了一种制备上述生物芯片的方法，包括：在衬底基底上制造生物芯片系统，其中，所述生物芯片系统包括微流道和固定在所述微流道上的用于生物检测的化学修饰单元；以及分别采用半导体制造工艺在所述衬底基底上制备其他元器件，其中，所述其他元器件包括微清洗系统、温控系统、色彩识别系统、微泵、供电系统和等离子体系统。
在一个实施例中，本技术还提供了一种包括上述生物芯片的生物检测系统，优选地，所述生物检测系统中的所述生物芯片集成到便携式或可穿戴设备中，其中，所述便携式或可穿戴设备包括存储设备、手机、手表、平板电脑、笔记本电脑、手环、眼镜、衣服、项链或耳环。
本技术提供了一种微型生物芯片，该生物芯片可集成到诸如存储设备、手机、手表、平板电脑、笔记本电脑、手环、眼镜、衣服、项链、耳环、显示器件等便携式或可穿戴设备中，使得这些手持式设备具备快速检测功能，从而实现快速检测、即时检测等，通过上述技术方案不仅实现了生物检测设备的便携性，降低了设备和检测成本，而且还可以减少对环境的污染，增加快速检测的普及性。
本技术提供的生物芯片可以应用在食品安全检测、检验检疫、疾病检测、流行病检测、传染病检测、空气中病毒细菌检测等各个领域中。
附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示意性地示出根据本技术的一些实施例的生物芯片单元的侧视图。
图2示意性地示出根据本技术的一些实施例的由三个生物芯片单元构成的生物芯片阵列的顶视图。
图3是根据本技术的一些实施例的生物检测设备的结构示意图。
具体实施方式下面将结合本技术的实施例中的，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
本技术提供了一种制备生物芯片的方法，包括以下步骤：首先，在衬底基底上制备生物芯片系统，包括，采用半导体制造工艺在衬底基底上制作微流道，在微流道上固定基因探针等化学修饰单元。
然后，分别采用半导体制造工艺和激光微加工工艺在衬底基底上制备其他元器件，包括：采用半导体制造工艺在微流道旁边制作温控系统；采用半导体制造工艺在微流道旁边制作微清洗系统，用于对微流道进行清洗；采用半导体制造工艺在微流道旁边制作等离子体系统，此系统可以协助微清洗系统对微流道进行清洗工作；采用半导体制造工艺在微流道旁边制作微泵，微泵用于液体或者气体的传送，从而使被测物质可以导入和导出生物芯片系统，并且可以辅助微流道清洗；采用半导体制造工艺在衬底基底上在微流道旁边制作色彩识别系统，其中，色彩识别系统要紧邻生物芯片系统，并且此系统可以传递光信号或者电信号给生物芯片系统。
在一些实施例中，每个生物芯片单元中都具有一个单独的色彩识别系统。
在一些其他实施例中，多个生物芯片单元中可以共用一个色彩识别系统；以及采用半导体制造工艺在衬底基底上制作供电系统，供电系统主要用于对微清洗系统、温控系统和色彩识别系统进行供电。
在本技术中，所采用的半导体制造工艺是本领域常用的用于制造相应的半导体元器件的常用工艺，因此，在此不作进一步的限定。
在一些实施例中，可以使用多个供电系统以分别与微清洗系统、温控系统和色彩识别系统集成以对相应系统进行供电。
在另外一些实施例中，也可以采用一个供电系统对微清洗系统、温控系统和色彩识别系统进行供电，这样可以进一步减小生物芯片单元的面积。
在一些实施例中，供电系统可以用半导体工艺制作在生物芯片的上下面上。
在一些实施例中，衬底基底可以采用柔性或者刚性材料，并且在其他实施例中，衬底基底可以采用玻璃、石英、硅片、塑料、PI、PMMA中的一种或多种的组合。
在一些实施例中，温控系统可以是红外加热器，并且在其他实施例中，温控系统可以是采用镀膜工艺在微流道旁边沉积一层透明或者不透明的导电加热材料，并且在另外一些实施例中，导电加热材料可以是ITO(氧化铟锡)导电玻璃、Mo、W、银、金属、纳米材料、有机物等。
在一些实施例中，微清洗系统是紫外线(UV)清洗系统。
在一些实施例中，色彩识别系统包括互补金属氧化物半导体光学传感器、摄像系统或光谱敏感元件中的一种或多种的组合。
在一些实施例中，供电系统可以是太阳能电池或储能元件，并且在其他实施例中，供电系统可以是固态电池。
在一些实施例中，本技术还提供了一种通过上述方法制备的生物芯片，包括：衬底基底；以及集成到衬底基底上的一个或多个生物芯片单元，其中，生物芯片单元包括微清洗系统、温控系统、生物芯片系统、色彩识别系统、微泵和供电系统。
如图1所示，图1示意性地示出生物芯片单元的侧视图，由图1可以看出，在衬底基底上依次制造色彩识别系统、生物芯片系统、温控系统和微清洗系统，但是衬底基底上的这几个系统的制造顺序不限于此，并且在图1中示出多个供电系统分别与色彩识别系统、温控系统和微清洗系统集成的情况。
图2示意性地示出由三个生物芯片单元组成的生物芯片阵列的顶视图，在图2中，首先在衬底上制作色彩识别系统和供电系统，然后在色彩识别系统和供电系统上制作由除了上述两个系统之外的生物芯片单元组成的生物芯片阵列，一个生物芯片阵列中生物芯片单元的数量不限于三个，并且多个生物芯片单元可以以各种排列方式存在于生物芯片阵列中。
在图2中示意性地示出色彩识别系统和供电系统制作在生物芯片单元的同一面上，并且其中生物芯片单元的结构如图1所示，不同之处在于图2中的生物芯片单元共用一个色彩识别系统和供电系统，色彩识别系统和供电系统位于生物芯片单元中其他部分的最下方。
在一些实施例中，生物芯片系统包括微流道和固定在所述微流道上的用于生物检测的化学修饰单元，在用于生物检测的过程中，具体如何判定疾病、病毒、细菌、基因等指标，主要靠生物芯片系统中的化学修饰单元，根据化学修饰单元的不同来进行不同疾病的快速检测。