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生物晶片設計流程 NO.2(吳俐潔 呂文惠 溫雅雯 莊孟璇) 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。 引子(primer)或探針(probe)之設計及排列矩陣 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 晶片之選擇及製成 b) Affymetrix基因晶片製成及原理: 以photo-resist lithography方式所製成之Affymetrix晶片( 請參照下圖 ) 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(ratio chip)。此種晶片以測量試驗(test)和基準(reference)反應的比例為目的。 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) 標準程序： #將試驗組的反應目標(test target RNA)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(reference target RNA)混合。 #再將其與晶片上的引子進行雜交反應，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”(intensity chip)，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)。 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) 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(hybridization chamber)內進行。 可控制的變因：溫度，反應時間，反應目標(Target)濃度等。 需要計算的參數：擴散常數(diffusion coefficient)，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。 引子-反應目標根據特殊實驗設計條件交互反應 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。 晶片影像讀取和記錄 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-a chip technology)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(clustering algorithm)來分析反應後有所改變的引子群，便成為一種相當普遍的做法。 資料處理和分析 #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(high ratio expression)極有可能是高式分佈(Gaussian distribution)下的巧合，也就是假陽性(false positive)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。 資料處理和分析 Reference: 生物晶片專題/big5/biotech/b20010511001chips.htm Teamwork: 資料搜尋、ppt修改 ppt加動畫 將word檔轉成ppt檔 將資料整理成word檔