五十年前,位于美国旧金山的硅谷孕育了给本世纪人类各个方面带来巨大冲击的一场工业革命即'硅革命'。用硅作为基质材料,通过不懈努力,人们终于完成了将分离元器件构成的庞大电路通过光刻加工,缩微到了指甲盖大小的集成电路芯片中。集成电路芯片的研制成功,使占地数间房屋的分离元件计算机缩微到了现在只有书本大小、但功能和速度有过之而无不及的笔记本计算机。无独有偶,五十年后的世纪交替之际,又是在美国的硅谷开始出现了另一种芯片--生物芯片。以生物芯片为核心的各相关产业现正在全球崛起,世界工业发达国家已开始大投入、争先恐后地、有计划地对此领域中的知识产权进行跑马圈地式的保护。在今后的5年之内,应用生物芯片的市场销售将达到200亿美元左右。世界著名商业杂志《财富》对此领域非常看好,它在其1997年的3月31日刊中讲到:"微处理器使我们的经济发生了根本改变、给人类带来了巨大的财富、改变了我们的生活方式。然而,生物芯片给人类带来的影响可能会更大……"
一个世纪以来,无数从事生命科学、医学、化学和法庭科学的研究人员一直在各自的实验室中从事着许多重复且工作量很大的高级繁重体力劳动。分析仪器的自动化程度太低使得无数高级知识分子至今仍不能使自己的才能得到充分体现、抱负难以施展。制约仪器分析全自动化的一个最主要因素是难以将各种生化分析中所遇到的样品制备一环与后续的化学反应及结果检测/分析两个步骤全部有机地集成到一块。而采用生物芯片技术的目的正是将生命科学研究中的许多不连续的分析过程,如样品制备,化学反应和分离检测等,移植到芯片中并使其连续化和微型化。用这些生物芯片所制作的具有不同用途的全功能缩微芯片实验室具有下述一些主要优点,即分析全过程自动化、生产成本低、防污染(芯片被全封闭且一次性使用)、分析速度可获得成千上万倍的提高、同时,所需样品及化学药品的量可获得成百上千倍的减少、极高的样品并行处理能力、仪器体积小、重量轻、便于携带。我们今后可以通过自己拥有的个人化验室,在地球上任何地方,随时对自己的身体健康状况进行监测,并通过环球通讯系统将结果传回到居住地的家庭医生处,通过其分析结果,开出医嘱再立即送回给我们。可以设想,届时通过建立MedNet这样的医学互联网,我们不但可以作远程诊断,同时还可以做远程手术和其他治疗。缩微芯片实验室的出现将会给分子生物学、疾病诊断和治疗、新药开发、农作物育种和改良、生物武器战争、司法鉴定、食品卫生监督等领域带来一场革命。正因为如此,北美和欧洲许多国家的政府和私人机构已开始重新调整他们的研究开发战略来推动此项研究工作的进程,仅美国政府和企业就已投入了近20亿美元的研究经费。
在硅谷,集成电路工业的出现带动了101号高速公路两旁近80英里长的区域内星罗棋布的八千多家与集成电路和计算机相关的高技术产业的发展,1998年营业额达2000亿美元,使这些公司获得了丰厚的利润,主要原因是他们拥有属于自己的计算机芯片专利和技术。相比之下,北京中关村(中国的硅谷)的计算机制造业所创造的利润就低多了,原因是我们用的CPU是'洋芯片'。如果说计算机行业已是既成事实,那么,面对来势迅猛的生物芯片工业我们的对策又是什么呢?