川北医学院：《生物医学工程导论》课程教学资源（课件讲稿）11 基因芯片与数据分析

生物医学工程导论 第十六章基因芯片与数据分析

第十六章 基因芯片与数据分析 生物医学工程导论

基因芯片数据分析 1.基因芯片(Microarray)简介 2.图像处理与数据标准化 3.基因芯片的数据分析

基因芯片数据分析 1. 基因芯片(Microarray)简介 2. 图像处理与数据标准化 3. 基因芯片的数据分析

生物信息学在基因芯片中的应用 提取什么信息 确定芯片检测目标 如何提取信息 芯片设计 如何处理和利用信息 数据管理与分析 促进 生物信息学 基因芯片 丰富

生物信息学在基因芯片中的应用 提取什么信息 如何提取信息 如何处理和利用信息 确定芯片检测目标 芯片设计 数据管理与分析 生物信息学 基因芯片 促进 丰富

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1.基因芯片简介

1.基因芯片简介

1.基因芯片简介 ·基因芯片(1987)：固定有寡核苷酸、DNA或 cDNA等的生物芯片。基因芯片(gene chip) 也叫DNA芯片、DNA微阵列(DNA microarray)、寡核苷酸阵列 (oligonucleotide array) ·是指采用原位合成(in situ synthesis)或显微 打印手段，将数以万计的DNA探针固化于支持 物表面上，产生二维DNA探针阵列 ·利用这类芯片与标记生物样品进行杂交，可对样 品基因表达谱生物信息进行快速定性和定量分析

1. 基因芯片简介  基因芯片 (1987): 固定有寡核苷酸、DNA或 cDNA等的生物芯片。基因芯片（gene chip） 也叫DNA芯片、DNA微阵列（DNA microarray）、寡核苷酸阵列 （oligonucleotide array）  是指采用原位合成（in situ synthesis）或显微 打印手段，将数以万计的DNA探针固化于支持 物表面上，产生二维DNA探针阵列  利用这类芯片与标记生物样品进行杂交，可对样 品基因表达谱生物信息进行快速定性和定量分析

基因芯片的发展历更 高通量、点阵以及 Northern杂交 Southern Northern Blot 同时测定细胞内数千 24 个基因的表达情况 135 Screening with nonsubtracted cDNA probes 将mRNA反转录成 y(tester)probe B(driver)probe 123456789101112 123456769101112 cDNA与芯片上的探 Dot 针杂交 Blot BCNU-treated Microarray 芯片的体积非常 小：微量样品的 检测 Microarray 基因表达情况的 定量分析

基因芯片的发展历史 Southern & Northern Blot Dot Blot Microarray Microarray 芯片的体积非常 小：微量样品的 检测 基因表达情况的 定量分析 高通量、点阵以及 Northern杂交 同时测定细胞内数千 个基因的表达情况 将mRNA反转录成 cDNA与芯片上的探 针杂交

基因芯片的密度：100-1 million DNA探针/1cm2 00o@000 onooroa ①①@@00① 碱基互补 ⊙0©©AA⊙ RNA fragments with fuorescent tags from sample to be tested 将样品中的DNA/RNA标 上荧光标记，则可以定 G 量检验基因的表达水平 RMA fragment hybridizes with DNA on GeneChip*aray

将样品中的DNA/RNA标 上荧光标记，则可以定 量检验基因的表达水平 碱基互补 基因芯片的密度：100-1 million DNA 探针/1cm2

基因芯片的分类 (一)按载体材料分类 玻璃芯片、硅芯片、陶瓷芯片。 (二)按点样方式分类 原位合成芯片、点样芯片。 (三)按基因芯片的使用功能 测序芯片、表达谱芯片、基因差异表达分析芯片

基因芯片的分类 (一)按载体材料分类 玻璃芯片、硅芯片、陶瓷芯片。 (二)按点样方式分类 原位合成芯片、点样芯片。 (三)按基因芯片的使用功能 测序芯片、表达谱芯片、基因差异表达分析芯片

(四)按技术手段、探针类型分类 1.Short oligonucleotide arrays (Affymetrix) 2.cDNA arrays(Brown/Botstein) 3.Long oligo arrays (Agilent) 4.Serial analysis of gene expression(SAGE) (五)按实验要求分类 1.单通道(Single Channel):一次检验一种状态 2.双通道(Dual Channel):差异表达基因的筛选

（四）按技术手段、探针类型分类 1. Short oligonucleotide arrays (Affymetrix) 2. cDNA arrays (Brown/Botstein) 3. Long oligo arrays (Agilent) 4. Serial analysis of gene expression (SAGE) （五） 按实验要求分类 1. 单通道 (Single Channel): 一次检验一种状态 2. 双通道 (Dual Channel): 差异表达基因的筛选