生物晶片设计流程

《生物晶片设计流程》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、生物晶片設計流程1.引子(primer)或探針(probe)之設計及排列矩陣生物晶片的引子排列以縱，橫兩度空間為設計藍圖。縱列代表不同的實驗控制組，橫列則代表不同的基因樣本。一般來說，基因數目比實驗組多，以常識而言，晶片上還需包括重複的引子序列，以作為比對和參照的基準。2.晶片之選擇及製成a)cDNA晶片製成及原理:直接觸點(spotting)方式所製成之cDNA晶片-如圖所示，cDNA片段以機械原理直接點觸於玻片上的蛋白膜:b)Affymetrix基因晶片製成及原理:以photo-resistlithography

2、方式所製成之Affymetrix晶片:請參照下圖3.反應目標(Target)的設計,製造以及"標識"(以螢光,放射線等可辨識物加附於Target上)除了Affymetrix公司的基因晶片以外，大部分的晶片為"對比"反應類(ratiochip)。此種晶片以測量試驗(test)和基準(reference)反應的比例為目的。標準程序：#將試驗組的反應目標(testtargetRNA)標飾著Cy5的綠色螢光，和標飾著Cy3的紅色螢光的基準組反應目標(referencetargetRNA)混合。#再將其與晶片上的引子進行雜交反

3、應，以同時測量特定基因對試驗和基準組的反應強弱。#Affymetrix公司的基因晶片為"密度晶片"(intensitychip)，以測量引子反應強弱，並對應於Affymerix的密度顯示表，進而估測實驗數據。#此類晶片因而不需要基準組反應目標來作比例(ratio)的數值調整(normalization)。4.引子-反應目標根據特殊實驗設計條件交互反應雜交(hybridization)反應的過程需要在反應槽(hybridizationchamber)內進行。可控制的變因：溫度，反應時間，反應目標(Target)濃度等。

4、需要計算的參數：擴散常數(diffusioncoefficient)，附著力常數，反應目標均勻程度目前，絕大多數的引子-目標反應以被動擴散的方式進行，其反應均勻程度和速率皆有大幅提昇的空間。5.晶片影像讀取和記錄#使用特製的掃描器，以內附的固定波長雷射來刺激，掃描標飾著Cy3/5或其它螢光劑的反應後晶片。#晶片上的樣本會放射(emit)出另一種固定波長的光源。#此光源將通常以圖像的方式被紀錄和儲存,以便於影像資料的處理和解析。6.資料處理和分析#現階段，由於包含主動元件的自動化生物晶片科技(lab-on-achipt

5、echnology)尚未成熟，因此晶片反應完成後的影像處理和分析需經過額外的步驟來進行。#由於被紀錄的晶片顯像只是類比式的影像，所以如何將此資料轉換為有用的數據變成為生物資訊學(bioinformatics)重要的應用課題之一。#簡單來說,基本的影像處理,例如segmentation,normalization,quatification等手續是必需的.在過濾完成無反應的引子(primer)樣本後，利用數學statistics的不同類聚程式(clusteringalgorithm)來分析反應後有所改變的引子群，便成為

6、一種相當普遍的做法。#然而，在資料處理和分析的過程中，以上每一個步驟皆會產生無可避免的誤差。#在層層的累積之下，誤差值可左右實驗分析結果甚巨。此外，在每片晶片高達數萬個引子樣本內，數值高(在2以上)的對比反應(highratioexpression)極有可能是高式分佈(Gaussiandistribution)下的巧合，也就是假陽性(falsepositive)的錯誤訊號。直到目前,這些挑戰尚需有效的方法來具體克服。