illumina基因芯片中文简介
illumina二代测序原理
illumina二代测序原理Illumina二代测序原理。
Illumina二代测序技术是一种高通量测序技术，能够快速、准确地测序DNA和RNA样本。
它的原理基于DNA合成、测序和图像分析技术，结合了高通量测序和平行测序的优势，使得它成为当前最常用的测序技术之一。
首先，Illumina二代测序技术利用DNA聚合酶和引物将DNA片段扩增成成百上千万份复制品，形成“簇”。
接着，这些“簇”被固定在玻璃芯片上，形成DNA芯片。
然后，通过化学方法将DNA片段解链，并将每个片段与荧光标记的引物结合。
在每个碱基加入的过程中，荧光信号会被记录下来。
在测序过程中，每个碱基的加入都会释放出荧光信号，这些信号会被相机捕捉到并记录下来。
然后，计算机会根据这些信号来确定每个碱基的序列。
通过这种方式，可以快速准确地测序DNA和RNA样本。
Illumina二代测序技术的优势在于其高通量、高准确性和低成本。
由于能够同时测序成百上千万份DNA片段，因此可以在较短的时间内完成大规模的测序工作。
同时，其测序错误率非常低，能够提供高质量的测序数据。
而且，由于其平行测序的特点，使得测序成本大大降低，使得大规模测序成为可能。
除此之外，Illumina二代测序技术还具有较高的灵敏度和特异性。
它能够检测到低频突变和罕见基因变异，对于研究基因组变异和发现新基因具有重要意义。
而且，由于其高通量的特点，可以同时测序多个样本，适用于大规模的研究项目。
总的来说，Illumina二代测序技术是一种高效、准确、经济的测序技术，广泛应用于基因组学、转录组学、表观基因组学等领域。
它的原理基于DNA合成、测序和图像分析技术，结合了高通量测序和平行测序的优势，使得它成为当前最常用的测序技术之一。
随着技术的不断发展，相信Illumina二代测序技术将在生命科学领域发挥越来越重要的作用。
基因芯片简介
（４）杂交信号检测
• 对于用荧光素标记经扩增（也可用其他 放大术）的序列或样品，与芯片上的 探针进行杂交，然后冲洗，采集荧光图 像。 • 图像的采集用落射荧光显微镜 或电荷偶 联装置照相机 非共聚焦激光扫描仪等进 行。
２、基因芯片对于生物分子信息检测的作用和意义 • 在生命科学领域中，基因芯片为分子生物学、 生物医学等研究提供了强有力的手段。 • 利用基因芯片技术，可研究生命体系中不同 部位、不同生长发育阶段的基因表达，比较 不同个体或物种之间的基因表达，比较正常 和疾病状态下基因及其表达的差异。 • 基因芯片技术也有助于研究不同层次的多基 因协同作用的生命过程，发现新的基因功能， 研究生物体在进化、发育、遗传过程中的规 律。
• 另一种方法是点样法。
• 基因芯片点样法首先按常规方法制备cDNA（或寡 核苷酸）探针库，然后通过特殊的针头和微喷头, 分别把不同的探针溶液，逐点分配在玻璃、尼龙或 者其它固相基底表面上不同位点,并通过物理和化学 的结合使探针被固定于芯片的相应位点。
（３）靶基因样品的制备及芯片杂交
• 根据基因芯片的检测目的不同,可以把样品制 备方法分为 • 用于表达谱测量的mRNA样品制备 • 用于多态性(或突变)研究的基因样品的制备
重组的互补序列
TATGCAATCTAG
靶序列
荧光标记的样品
共聚焦显微镜
基因芯片 获取荧光图象
杂交
探针设计 杂交结果分析
基因芯片杂交结果图
（２）基因芯片制备
• 基因芯片的制备主要有两种基本方法: • 一是在片合成法，
• 在片合成法是基于组合化学的合成原理,它通过一组 定位模板来决定基片表面上不同化学单体的偶联位 点和次序。在片合成法制备DNA芯片的关键是高空 间分辨率的模板定位技术和固相合成化学技术的精 巧结合。
Illumina测序基础知识
第一个要给大家讲的，是它这个flowcell。
Flowcell翻成中文，就叫“流动池”。
我们来看这个图片。
图片当中，我们看到一个象载玻片大小的芯片。
这个芯片里面，是做了8条通道。
在这个通道的内表面，是做了专门的化学修饰。
它的化学修饰，主要是用2种DNA 引物，把它（2种DNA引物）种在玻璃表面。
这两种（DNA引物的）序列是和接下来要测序的DNA文库的接头序列相互补的。
而且这2种引物是通过共价键，连到Flowcell上去。
之所以要用共价键连到Flowcell上去，是因为接下来有大量的液体要流过这个Flowcell，只有有共价键连接的这些DNA，才不会被冲掉。
这就是Flowcell。
再接下来，讲一下文库、和文库的制作（过程）所谓的DNA文库，实际上是许多个DNA片段，在两头接上了特定的DNA接头，型成的DNA混合物。
文库有2个特点，第1个特点，是当中这一段插入的DNA，它的序列是各种各样的。
第2个特点，它的两头的接头序列，是已知的，而且是人工特地加上去的。
要做这个文库，首先是把基因组DNA，用超声波打断。
然后打断之后，两头用酶把它补平，再用Klenow酶在3’端加上一个A碱基。
然后，再用连接酶把这个接头给连上去。
连好了接头的DNA混合物，我们就称为一个“文库”。
英文也称作“library”。
做好了Library之后，就要做桥式PCR了。
桥式PCR，实际上是把文库种到芯片上去，然后进行扩增，这样的一个过程。
这个过程，首先是把文库加入到芯片上，因为文库两头的DNA序列，和芯片上引物是互补的，所以，就会产生互补杂交。
杂交完了之后，我们在这里面加入dNP和聚合酶。
聚合酶会从引物开始，延着模板合成出一条全新的DNA链来。
新的这条链，和原来的序列是完全互补的。
接下来，我们再加入NaOH碱溶液。
DNA双链在NaOH碱溶液存在下，就解链了。
而且被液流一冲，原来的那个（模板）链，也就是没有和芯片共价连接的链，就被冲走了。
【原创】三种NGS技术的科普介绍illumina、roche、ABI
【原创】三种NGS技术的科普介绍illumina、roche、ABI转载于丁香园（苏格兰战士）【illumina & solexa公司】高通量测序原理并行合成测序技术Sequencing-By-Synthesis(SBS)可逆末端终结技术 Reversible Terminator Chemistry新技术：Two-Channel SBS技术原理：样品准备：将待测DNA(基因组DNA or 许多条DNA)用雾化或超声波随机切断成许多DNA短片段文库制备(mate-pair lib,MP)：用聚合酶和外切酶把DNA片段切成平末端，磷酸化并增加一个核苷酸黏性末端。
在片段DNA两端连上接头(ligation)，制成DNA文库(mate-pair libraries)PCR扩增：(芯片有8个纵向泳道(lane)的硅基片。
每个泳道内芯片表面有无数的被固定的单链接头。
)带接头的DNA片段变性成单链后与含有接头(单链引物)的芯片(flow cell)杂交，DNA两端接头互补匹配到芯片上的接头，形成"桥"。
进行30轮桥式扩增，形成单克隆DNA簇(cluster generation)，是为了保证信号强度。
簇形成后，使模板"桥"线性化(切断一个接头与芯片的连接)，并用ddNTP阻断模板测序/图像采集：加入4种有阻滞基团和不同荧光标记的dNTP。
这些dNTP是"可逆终止子"，3'羟基带有可化学切割的阻滞基团，使每个循环只能掺入单个碱基。
清除未反应的dNTP和试剂，此时用激光扫描芯片，读取每条模板第一轮聚合上去的核苷酸种类(拍摄4幅颜色的图像，新技术Two-Channel只需拍摄2幅图像)。
接着将这些阻滞基团和荧光基团切割，恢复3'端粘性，继续聚合第二个核苷酸。
如此循环，记录每个循环的荧光信息，最后得到序列信息（怎么切？什么试剂？）数据分析：将各DNA片段的序列拼接起来，组成完整DNA的序列测序仪：GA, MiSeq, NextSeq, HiSeq指标：output: 1Gb～1Tb (output = reads * read length)run time: 5h～5dreads/flow cell: 25*10e6～2*10e9read length:2*150～2*300bp(双末端测序，两端测序长度相同) flow cell: 1 or 2barcode: 24seq depth: 30X(10 human genomes)产品越先进 reads越多 output越多 read length越短早期产品通量低时间短 -- 目标基因小基因组测序后期产品通量高时间长 -- 全基因组人群规模测序【Roche & 454公司】一个片段(fragment) = 一个磁珠(bead) = 一条读长(read)焦磷酸测序 Pyrosequencing技术原理：1.样品输入并片段化：大的样品如基因组DNA或BAC等利用超声或氮气雾化打断，然后采用琼脂糖凝胶电泳回收或磁珠纯化，选择300-800bp的DNA片段；对于小分子的非编码RNA或者PCR产物，这一步则不需要。
illumina测序原理
illumina测序原理illumina测序是一种分子生物技术，是人类基因组测序领域最常用的序列技术。
Illumina测序可以帮助研究人员对物种基因组进行微观上的分析，以了解物种遗传和表型的变化，以及为药物开发和临床诊断提供技术支持。
本文将介绍illumina测序的原理、技术方法以及用于探索疾病的应用。
illumina测序的原理illumina测序以能够自动分辨双链DNA的激光荧光技术为基础。
它是一种借助微孔板的半结构化的、多芯片的平台，可以同时对多条双链DNA进行高通量测序。
其基本原理是，在介质中悬浮的DNA片段会在illumina仪器上被电场热像(piezo-electric heating)做成微型沉积，然后由四种激光激发激光（excitation laser）、发射激光（emission laser）、紫外线激光（UV laser）、紫外线破坏激光（UV destruction laser）对每个沉积的微粒进行精确的检测。
illumina测序的技术方法illumina测序通常由四个步骤组成：DNA片段制备、多聚合酶链反应(PCR)、样品分配和测序读取。
1、DNA片段制备：这一步是首先利用核酸在体外产生固定大小的DNA片段，然后加入抑制剂阻止PCR反应，最后将数据存储在微孔板中。
2、多聚合酶链反应(PCR)：多聚合酶链反应(PCR)使得每个DNA 片段可以得到大量的复制，以便illumina仪器可以测试它们。
3、样品分配：在这个步骤中，借助芯片的能力，illumina测序仪可以将样品放置在固定的位置上，并精确地控制它们的移动速度和沉积位置，以实现多个样品的定位和分配。
4、测序读取：这是最后一步，也是最重要的步骤，即对每一个沉积的DNA片段序列进行精确的测序，以获得每一条双链DNA的完整序列。
illumina测序用于疾病探索illumina测序不仅应用于普通的基因组测序，还可以用于探索疾病机制，鉴定敏感性突变，并检测基因组结构变异。
illumina设备及芯片介绍及临床应用
DAY 1
DAY 2
DAY 3
3 Fragment amplified DNA 7 1 Make amplified DNA
Extend/Stain samples on BeadChip
4 Precipitate & resuspend 2
Incubate amplification
8 Image BeadChip
HumanCytoSNP-12芯片
标签SNP位点均匀地覆盖整个基因组 高密度的SNP位点标记在240多种遗传疾病的相 关基因中 每个芯片有30万个SNP检测位点
பைடு நூலகம்
分辨率高：平均分辨率31kb，比传统G显带核型
分析分辨率高1000倍 每块芯片可检测12个样本 仅需200 ng的样本量
Illumina产品介绍及临床应用
主要内容
Illumina产品线
SNP微阵列技术介绍
硬件平台及芯片介绍 临床应用 总结
SNP微阵列技术介绍
3
细胞遗传学技术的发展
G显带技术的局限性
操作繁杂，需较多人力，实验周期较长
细胞培养有可能失败，从而无法获得结果 只能检测较大片段的染色体结构异常 无法分辨亚微结构的异常 对来源不明的衍生染色体无法判断
1. 与分子细胞遗传学家合作开发 2. 界面非常简单，可用于加载, 显示和数据分析 3. 自动扫描染色体畸变 4. 在检测中可以根据染色体畸变的程度设置阈值 5. 提供已发现区域的简单的数据表 6. 整合的染色体浏览器： 对比已知区域，展示出已发现染色体畸变的区域 展示出全部的染色体或者仅展示感兴趣的区域 方便地放大和缩小，便于查看细节
正常
缺失
illumina xplus原理
illumina xplus原理Illumina XPlus是一种高密度基因组测序芯片，其原理基于生物信息学和微电子技术的结合。
以下是关于Illumina XPlus原理的详细介绍：1. 生物信息学基础：Illumina XPlus芯片的设计基于生物信息学，通过对大量的基因组数据进行深度分析，确定芯片上的探针序列和位置。
这些探针用于捕获和分析基因组中的特定区域，如SNPs、基因突变、基因重复等。
2. 芯片制备：Illumina XPlus芯片的制作过程涉及到精密的微电子技术和生物工程。
首先，通过生物信息学分析确定芯片上的探针序列，这些探针由单碱基互补配对(PCR)引物合成。
随后，将合成的探针序列通过特定的生物反应，固定在芯片上的特定位置。
这一过程称为“探针制备”。
3. 样品捕获与测序：当需要进行基因组测序时，将待测样本的DNA 片段与荧光标记的探针进行杂交。
这些探针与样本DNA片段中的特定序列互补配对，从而将样本DNA片段固定在芯片上的特定位置。
通过扫描和分析芯片上的荧光标记，可以确定每个探针的位置和对应的基因组序列。
4. 数据生成与解析：Illumina XPlus芯片产生的数据包括每个探针位置的基因组序列信息以及其对应的荧光标记。
这些数据通过专门的生物信息学软件进行解析和处理，以生成最终的基因组测序结果。
这些软件包括但不限于用于数据过滤、拼接、注释等步骤，以获得准确的基因组变异信息。
总的来说，Illumina XPlus原理的核心在于生物信息学和微电子技术的结合。
通过设计特定的探针序列，捕获和分析基因组中的特定区域，再通过精密的微电子技术将样本DNA片段固定在芯片上的特定位置，最后通过生物信息学软件解析和处理数据，得到准确的基因组测序结果。
希望以上信息对您有所帮助。
如果还有其他疑问，欢迎继续提问。
illumina测序原理
illumina测序原理Illumina测序原理。
Illumina测序技术是一种高通量测序技术，被广泛应用于基因组学、转录组学和表观基因组学研究中。
它的原理基于DNA合成和荧光成像技术，能够快速、准确地测序大量DNA片段。
首先，DNA样本被剪碎成短片段，然后连接上测序接头。
接着，这些DNA片段被固定在玻璃芯片表面的流式单元中，形成DNA芯片。
接下来的步骤是PCR扩增，将DNA片段扩增成固定长度的DNA片段簇。
在荧光成像阶段，首先将四种碱基分别加入到PCR扩增的DNA片段簇中，每种碱基都带有一种特定的荧光标记。
然后，通过激光照射，观察每个DNA片段簇中的荧光信号，记录下每个碱基的荧光信号强度。
在数据分析阶段，根据荧光信号的强度，可以确定每个DNA片段的碱基序列。
通过对数百万个DNA片段进行多次循环，最终可以得到整个DNA样本的碱基序列。
Illumina测序技术的优势在于其高通量、高准确性和低成本。
它能够同时测序数百万个DNA片段，大大提高了测序效率。
同时，由于荧光成像技术的应用，使得测序结果具有极高的准确性。
此外，相比传统的Sanger测序技术，Illumina测序技术的成本更低，使得大规模基因组学研究变得更加可行。
总之，Illumina测序技术是一种高效、准确、经济的测序技术，为基因组学研究提供了强大的工具。
它的原理基于DNA合成和荧光成像技术，通过高通量测序，可以快速得到大量DNA片段的碱基序列，为基因组学研究提供了重要的数据支持。
Illumina测序技术的不断发展和完善，将进一步推动基因组学研究的进展，为人类健康和生命科学研究做出更大的贡献。
基因芯片技术简介及应用
基因芯片技术简介及应用随着基因组学研究的不断深入，人类已进入一个崭新的生物世纪，基因芯片在基因功能研究、临床诊断及新药开发等方面显示了巨大的威力，被誉为基因功能研究领域最重要的技术之一。
一、基因芯片技术基本原理基因芯片的创意来自于计算机芯片。
它和计算机芯片一样，具有超微化、高度集成、信息贮存量大等特点，所不同的是，计算机芯片采用的是半导体集成电路，而基因芯片是以基因片段作为“探针”来进行工作的。
（一）基因芯片的定义基因芯片（gene chip）又称DNA芯片，是指将许多特定的寡核苷酸片段或基因片段作为探针，有规律地排列固定于支持物上，样品DNA或RNA通过PCR扩增、体外转录等技术掺入荧光等标记分子，然后按碱基配对原理与固定的探针杂交，再通过荧光检测系统等对芯片进行扫描，通过计算机系统对每一探针的信号进行处理，从而迅速得出所需要的信息。
基因芯片技术工作原理与经典的核酸分子杂交是一致的，都是应用已知核酸序列作为探针与互补的靶核苷酸序列杂交，通过随后的信号检测进行定性与定量分析。
在一块1cm2大小的基因芯片上，根据需要可固定数以千计甚至万计的基因片段，以此形成一个密集的基因方阵，与标记的样品分子进行杂交，实现对成千上万个基因的高通量同步检测（见文末彩图-1）。
图-1 经荧光扫描后的芯片图示（二）基因芯片技术的主要特点基因芯片技术归纳起来，具有高并行性、多样性、微型化和自动化这四大特点。
高并行性有利于基因芯片所示图谱的快速对照和阅读，效率大为提高；多样性则提供了样品的多指标测定，每块芯片上都含有成百上千种的寡核苷酸探针或cDNA探针，能够用于基因突变、单核苷酸多态性（SNP）、细菌分型等需要高通量的检测；微型化的好处在于对样品的需要量非常少，而且还能节省试剂用量，降低检测成本；自动化使得人力、物力投入减少，检测时间缩短并保证了质量。
同时，它还具有操作简便、信息综合处理能力强、结果可靠和仪器配套齐全等优势，因而备受青睐。
何为基因芯片简述其原理及应用
何为基因芯片简述其原理及应用基因芯片（gene chip）是一种在一个固定的芯片上容纳了数千至数百万个特定DNA探针（DNA probe）的生物芯片。
它是通过标记特定DNA序列的方法，用于检测和分析DNA序列的存在和表达。
基因芯片可以帮助科学家了解某个生命体的基因组以及基因在不同条件下的表达情况，进而揭示基因与疾病之间的关联，以及基因与环境之间的相互作用。
基因芯片的原理是利用互补基因的碱基配对原则，通过将一个小小的、可能存在于样品中的DNA片段与芯片上的DNA序列进行杂交，来检测该DNA片段的存在。
基因芯片上的DNA序列由探针构成，探针的选择是根据以往的基因信息和预设的基因库来确定的。
当待测的DNA片段与探针杂交时，这个杂交信号会在芯片上通过荧光或其它信号的形式来探测和分析。
基因芯片的应用非常广泛。
主要应用有以下几方面：1. 基因表达分析：可以通过检测基因芯片上的探针与待测样品中的RNA分子杂交的信号强度来了解不同生物条件下基因的表达水平。
通过比较不同样品的表达谱，可以发现与特定生理和病理状态相关的基因，了解基因在不同组织器官、不同疾病及不同治疗方案下的表达差异。
2. 基因组分析：基因芯片可以用于整个基因组的分析，包括检测基因等位基因的表达和遗传突变等。
通过对不同个体基因组的比较和分析，可以寻找与多种遗传性疾病相关的突变以及基因变异。
基因芯片还可以用于寻找与抗生物药物抗性相关的基因突变，以指导个性化治疗。
3. 疾病诊断和预测：基因芯片可以用于不同疾病的诊断和预测，包括癌症、心脑血管疾病等。
通过检测样品中特定的基因表达谱，可以判断个体是否处于正常状态或疾病状态，以及预测个体患病的风险。
基因芯片还可以用于药物疗效预测，通过分析患者基因表达差异，预测特定药物对患者的疗效，并指导个性化治疗。
4. 细菌和病毒检测：基因芯片可以用于检测和鉴定细菌和病毒等微生物的存在和基因组成。
通过将待测细菌或病毒的DNA与芯片上的特定探针进行杂交，在芯片上检测出杂交信号，可以快速而准确地鉴定细菌或病毒的类型和数量。
illumina snp芯片原理
illumina snp芯片原理
Illumina SNP芯片原理
Illumina SNP芯片是一种基因芯片，主要用于检测DNA上的单核苷酸多态性（SNPs）。
SNPs是基因组上常见的遗传变异，它们在不同人群中的频率不同，因此它们可以用来确定个体之间的遗传差异和基因型。
Illumina SNP芯片的工作原理是利用DNA杂交和芯片芯片上的标记探针。
首先，DNA样本被提取和纯化，然后被切割成小片段。
这些小片段被加上荧光染料，并与芯片上的DNA序列探针杂交。
这些探针能够选择性地结合特定的SNP变异，因此它们在芯片上形成一个特定的模式。
一旦探针与DNA片段结合，芯片上的扫描仪会检测它们的荧光信号以确定其存在。
基于探针的荧光信号，计算机可以分析芯片上的各种SNP变异，以确定每个样本的基因型。
Illumina SNP芯片的优势在于其高通量和高度可重复性。
大多数Illumina SNP芯片可以同时检测数百万个SNP，而且它们的结果通常非常准确和可靠。
此外，这种芯片不仅在人类基因组学研究中有用，
还可以帮助研究许多其他生物体的遗传变异。
总结
Illumina SNP芯片是一种用于检测DNA上的SNPs的基因芯片。
它利用DNA杂交和探针荧光信号来确定每个样本的基因型。
Illumina SNP芯片具有高通量和高度可重复性的优势，并且在人类基因组学研究以及其他生物体的遗传变异研究中非常有用。
基因芯片简介
基因芯片简介
基因芯片是一种利用微流控技术在芯片上固定大量具有特定DNA序列的探针来检查特定基因表达水平的技术。
基因芯
片不仅可以对遗传研究有很大帮助，而且在农业、医学、环境保护和食品安全方面也有重要应用。
基因芯片的原理是利用近代生物技术制作不同的DNA探针，并将其固定在芯片上。
随后将待测样品（RNA或DNA）转录或扩增成草图，并标记为荧光信号。
将样品加入基因芯片中，通过探针和标记的信号进行杂交检测，并通过图像分析软件对给定基因的表达水平进行数值化。
基因芯片具有很多优点，例如高通量、高灵敏度、多重检测、自动化和实时监测。
其中，高通量（high throughput）是
指能够在极短时间内同时检测数万个基因，非常适合研究复杂疾病。
而高灵敏度（high sensitivity）则是指能够检测到样品中非常微量的基因片段，尤其适用于体细胞杂交、基因突变和表达定量等领域。
基因芯片的应用非常广泛，主要包括基因表达分析、基因突变检测、药物筛选、微生物和环境的基因分析等。
其中最重要的应用之一是基因诊断（genetic diagnosis），它能够在早期检测出一系列遗传疾病，并预测携带者的风险率。
此外，基因芯片还可以用于分析基因的表达模式、动态变化过程和有关调节因素的信息，有助于研究疾病的发生机理和治疗方法。
总之，基因芯片已成为基因和分子生物学中最重要的技术之一，为遗传研究提供了重要的工具。
随着技术的不断更新和发展，基因芯片在生命科学、医学和生物工程等领域的应用将会更加广泛和深入。
illumina芯片介绍
Whole Genome
• WG Resequencing • Candidate • WG Gene Expr. Resequencing • miRNA Discovery • Chromosome & Profiling sequencing • WG ChIP-Seq • HT Biomarker • Gene Expr. Validation • WG GT • CNV Screening• Custom GT • Focused Expr. • Biomarker • FFPE Discovery
Detected duplication
B allele frequency data (AAB genotype) A shift in the LogR value is detectible, but the integration of B allele data improves the signal to noise ratio
From discovery to single target Validation
Sequencing & Arrays Platform Synergy
Discovery
>109 108 107
Focused Research/Validation
106 105 104 103
Screening
660kmarkerspersample4samplesperchipcomprehensivegenomiccoverage5000commoncnvregionsinfiniumhdassaylowdnainput200ng410persample700kmarkerspersample12samplesperchiphapmapallphases1000genomesprojectinfiniumhdassaylowdnainput200ng260persample?1millionmarkerspersample4samplesperchiphapmapallphases1000genomesprojectcnvprobesinfiniumhdassaylowdnainput200ng468persample??????????????????software???developedwithandforthecytogeneticistautomatedcrossmatchingandreportingfunctionsadjustabledatabaseofknownregions???numerousanalysisoptionsforcopynumberanalysisgraphicaltableanddatadisplayslinksto3rdpartysoftwareofferingsforresearchuseonlyhumancytosnp12beadchipoptimizedforefficientcytogeneticanalysishigherdensityincytohighvalueregions40ofgenomeallpericentromeresandsubtelomeressexchromosomescommonregionsofinteresteg
基因芯片
基因芯片
什么是基因芯片？
中文名称：基因芯片 英文名称：gene chip 定义1：固定有寡核苷酸、基因组DNA或互补DNA等的生物芯片。 利用这类芯片与标记的生物样品进行杂交， 可对样品的基因表达谱生物信息进行快速定性和定量分析。 应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；方法与技术（二级学科） 定义2：固定有寡核苷酸、基因组DNA或cDNA等的生物芯片。利用这类芯片与标 记的生物样品进行杂交，可对样品的基因表达谱生物信息进行快速定性和定量 分析。应用学科：细胞生物学（一级学科）；细胞生物学技术（二级学科）
Science
谈科学之基因芯片
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检测原理 由于所使用的标记物不同，因而相应的探测方法也各具特色。大多数研究 者使用荧光标记物，也有一些研究者使用生物素标记，联合抗生物素结合 物检测DNA化学发光。通过检测标记信号来确定DNA芯片杂交谱型。
结 语
※ 作为一种高通量的自动化检测技术，基因芯片在病原体的检测和疾病 诊断、药物靶点筛选、耐药性和疾病治疗、基因变异和疾病预防等方 面有广阔的应用前景。 ※ 基于PCR、碱基配对、标记技术、固相化技术基础上的基因芯片技术， 同样存在上述基础技术中在敏感性特异性、运行成本等方面待解决的 问题。 ※ 随着研究的不断深入和技术的更加完善基因芯片一定会在生命科学研 究领域发挥出其非凡的作用。
2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。
图片展示介绍
在此简单地展示一些基因芯片及其制作过程。
>基因芯片 显然 基因芯片技术已经取得了 长足的发展，得到世人的 瞩目。 展示基因芯片的制作过程。
三种常见SNP芯片的工作原理（illumina、Affymetrix和Agilent）
三种常见SNP芯片的工作原理（illumina、Affymetrix和Agilent）写在读前：此文较长，建议先收藏。
这篇文章是从我无意间在网上发现的，但是不清楚是谁整理的。
但是我通过插图的截图上的信息找到出处，这些内容都是陈巍在腾讯视频上发布的，有人讲他的课程内容整理下来。
我觉得不错，所以就搬到这里。
其实可以并不用看这个文字，直接找视频看也是行的，但是文字版本更利于收藏。
本来想把视频放进来的，但是网速限制了我。
SNP芯片的原理1.Illumina的SNP芯片原理Illumina的SNP生物芯片的优势在于：第1，它的检测通量很大，一次可以检测几十万到几百万个SNP 位点第2，它的检测准确性很高，它的准确性可以达到99.9%以上第3，它的检测的费用相对低廉，大约一个90万位点的芯片（每个样本的）检测费用在一、两千人民币Illumina的生物芯片系统，主要是由：芯片、扫描仪、和分析软件组成。
Illumina的生物芯片，由2部分组成：第1是玻璃基片，第2是微珠。
这个玻璃基片，它的大小和一张普通的载玻片差不多大小，它起到的作用，就是给微珠做容器。
在这个玻璃基片上，通过光蚀刻的方法，蚀刻出许多个排列整齐的小孔。
每个小孔的尺寸都在微米级，这些小孔是未来容纳微珠的地方。
小孔的大小与微珠正好相匹配，一个小孔正好容纳一个微珠。
微珠是芯片的核心部分，微珠的体积很小，只有微米级。
每个微珠的表面，都各偶联了一种序列的DNA片段。
每个微珠上，有几十万个片段，而一个珠子上的片段，都是同一种序列。
这些DNA片段的长度是73个碱基，而这73个碱基又分成2个功能区域。
靠近珠子的这一端的23个碱基的序列，被称为Address序列，它也是DNA片段的5'端。
它是标识微珠的标签序列。
标签序列，通过碱基的排列组合，得到许多可能，每种序列，就是相应微珠的身份证号码（ID号）。
DNA片段上离珠子远的那一端的50个碱基，也就是3'端的序列，被称作Probe序列，它的作用，是与目标DNA进行互补杂交。
基因芯片
通过与荧光标记的靶基因杂交进行检测。
生产方法：
Stanford型 原位合成法 qPCR array
微珠布放法
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Stanford型：
由美国斯坦福大学开发的cDNA array的制作方法， 将预先合成好的核酸探针布放于玻片载体上。 优点：设计较长的探针长度可增加专一性。 缺点： 芯片密度较光罩法低，并须有良好的保存设计。 分为点制法与印制法： 点制法是小规模生产或实验室自制的低密度芯片， 以机械手臂上带有毛细作用的细微刻痕的钢针， 将核酸探针溶液点放于玻片或聚酯纤维膜上。 印制法是从喷墨打印机的方式变化而来，用加热 气泡的方式将核酸探针印于玻片上。使用制作良 好的喷头可同时实现高密度、长探针的基因芯片；
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按照载体上点的DNA种类的不同，基因芯片可 分为寡核苷酸和cDNA两种芯片。按照基因芯 片的用途可分为表达谱芯片、诊断芯片、指纹 图谱芯片、测序芯片、毒理芯片等等。 DNA芯片技术就是指在固相支持物上原位合成 寡核苷酸或者直接将大量的DNA探针以显微打 印的方式有序地固化于支持物表面，然后与标 记的样品杂交，通过对杂交信号的检测分析， 即可获得样品的遗传信息。
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qPCR array：
在96孔或384孔标准PCR盘或384孔微流体盘中， 预先合成好即时PCR引子与探针，将检体注入 后以定量PCR方式进行反应与侦测分析。 在玻片大小的疏水性基板中分为数十个矩阵区 域；矩阵内为亲水性表面的微孔，有一组预先 合成好的引子与探针。现有的规格是每片玻片 有12*4 (48)个矩阵区域，每个区域为8*8 (64)孔。 预计2012年有新的12K芯片与专用机台上市。 分析量比传统芯片少，属于低密度阵列，但兼 具准确定量与定性；并且设备与技术门槛低， 一般分子生物实验室即可自行操作。
Illumina光纤微珠芯片技术1
3 µm beads in wells
photoresist silicon wafer
plasma etching
cleaning
Key Elements: Random Bead Assembly
Mixture of Different Bead Types
Bead Pool is pipetted on the Substrate
Prepares the bead to attach the Oligo Cyanuric Chloride
Immobilization of DNA
Complexity Discrete reactions 96 Well microtiter plate
September 20
Cl
N
NH
N
N Cl
Supports Cy3 & Cy5 imaging
Auto-focusing, centering and tilting without photo bleaching Supports genotyping, gene expression applications Scans both Array Matrix and BeadChip microarrays
Key Elements: Decoding
Strategy Expands Exponentially指数级解码
Single IllumiCode Strategy
XY = total number of codes
X = total number of colors or states Y = total number of hybridization stages
Illumina微珠基因芯片检测系统
Illumina微珠基因芯片检测系统
焦守恕
【期刊名称】《首都医科大学学报》
【年(卷),期】2005(26)5
【摘要】生物芯片技术是20世纪90年代以来影响最深远的重大科技进展之一，其中基因芯片（Genechip；又称为DNA微阵列，DNA Microarray）是这类产品中最重要的一种，在医学、生命科学、药业、农业、环境科学、国防等凡是与生命活动有关的领域中均有广泛应用。
基因芯片的最大优点在于其高通量，一次可以对大量的生物分子进行检测分析，在有限的实验次数中检测众多基因在特定实验体系中的变化规律。
【总页数】2页(P640-641)
【作者】焦守恕
【作者单位】首都医科大学
【正文语种】中文
【中图分类】R3
【相关文献】
1.应用基因芯片检测系统诊断结核分枝杆菌感染及耐药基因突变的临床研究 [J], 陈国会;冯大山;王秀丽;罗福康;吴军
2.纳米金新型基因芯片检测系统结合限制性酶切非PCR法同时检测多种病原性微生物的研究 [J], 梁冰;顾大勇;鲁卫平;王华;周元国
3.全内反射式基因芯片荧光检测系统的研制 [J], 蔡克家;张天浩;张春平;杨嘉;张光
寅;乔月印
4.纳米金新型基因芯片检测系统的研制及其在临床病原微生物快速检测中的应用[J], 顾大勇;鲁卫平;王华;石磊;周元国
5.玻化微珠级配对玻化微珠保温混凝土性能的影响 [J], 柴丽娟;李珠;霍英涛;季海峰
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DASL Assay
• 实验原理
上下游引物间延伸
PCR扩增1536倍
纯化探针
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DASL Assay
• 实验原理
芯片杂交、染色
DASL Assay
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纯化cDNA双链
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Direct Hybridization assay • 实验原理
体外转录RNA
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Direct Hybridization assay • 实验原理
Direct Hybridization assay • 实验结果
分析结果
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Illumina ’s Replication Test Illumina’
• 解码程序
Decoder Oligo Decode hyb 1 Decode hyb 2
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3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16
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解码程序
• 确定微珠所携带的核苷酸 (颜色)步骤 = 微珠类型
– –
DASL Assay
• 实验结果
聚类分析
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DASL Assay
• 实验结果:
比较分析
Bibikova, M., et al (2004). Quantitative gene expression profiling in formalin-fixed, paraffin-embedded tissues using Universal Bead Arrays. Am J of Pathol 165, 1799-1807.
提取RNA 合成cDNA
总RNA电泳图
纯化cDNA
合成cRNA
纯化cRNA
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mRNA电泳图
Direct Hybridization assay • 实验步骤
cRNA定量
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Direct Hybridization assay • 实验结果
扫描结果
•
Image of one BeadArrayTM bundle
•
Enlarged view—each bright spot is a bead with fluorescent signal
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• 全基因组DASL分析芯片
• 癌基因DASL芯片 96样本，502个癌 基因 • 定制DASL芯片
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Illumina microRNA芯片
1 2 3
microRNA简介
microRNA芯片检测原理
microRNA芯片检测流程
(4 色)2 步 = 16 种微珠 (4 色)8 步 = 65,536 种微珠 定位并确定亮度
• 微珠的质量检验
– –
荧光筛选不能检测出的微珠被剔除 • 测定芯片上所有微珠 – 每个芯片都会有解码CD
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发表文章
• 1) Cokus SJ, Feng S, Zhang XY, et al. Shotgun bisulphite sequencing of the Arabidopsis genome reveals DNA methylation patterning, 2008, Nature, 452:215-219 • 2) Lin SM, Du P, Huber W, et al. Model-based variancestabilizing transformation for Illumina microarray data, 2008, Nucleic Acids Research, 36(2): e11 - e11 • 3) Stranger BE, Forrest MS, Dunning M, et al. Relative Impact of Nucleotide and Copy Number Variation on Gene Expression Phenotypes, 2007, Science, 315: 848-853 • 4) Teo YY, Inouye M, Small KS, et al. A genotype calling algorithm for the Illumina BeadArray platform, 2007, Bioinformatics, 23(20):2741-2746 • 5) Eisenstein M. Microarrays: Quality control, 2006, Nature, 442:1067-1070
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基因芯片合成
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各基因芯片比较
• 与其他芯片相比，微珠法合成的芯片密度更高，表面积更小，样本需 要量更小，成本更低廉。
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’s Replication Test Berkeley Biotech Biotech’
芯片序列号：1922146025 芯片类型：Human Whole Genome Expression v6.0 样本标记重复（技术重复）： A\B\C\E(左)：平均R2=0.993017 D\F(右)：R2=0.9943
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DASL Assay
• 芯片质量
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DASL Assay
• 和定量PCR相比较
r2=0.87
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纯化cRNA
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Direct Hybridization assay
• 实验原理
芯片杂交、荧光染色
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Direct Hybridization assay • 实验步骤
去除RNA
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Direct Hybridization assay • 实验原理
合成cDNA二链
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Direct Hybridization assay • 实验原理
• 部分降解的 mRNA分析 • DASL Assay
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DASL Assay
• cDNA-mediated Annealing, Selection, extension, and Ligation (DASL) • 既可以用于分析完整RNA也可以用于被甲 醛固定石蜡包埋的人体组织中已部分降解 的mRNA • 可分析保存超过12年的样品
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Illumina芯片分类
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表达谱芯片
microRNA芯片
SNP芯片
甲基化芯片
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Illumina表达谱芯片
表达谱芯片
• 完整mRNA分 析 • Direct Hybridization assay
Illumina基因芯片的合成
�每个微珠上覆盖一种基因 �微珠池中装有成百上前个 微珠 �微珠随机装配到面板上形 成微阵列 �保证微阵列中每个微珠有 30个重复 �用解码程序来确定每个微 珠中所包含的基因序列
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Illumina基因芯片的合成
BPS
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Illumina基因芯片技术简介
/ Phone: 021-34315602 Email：bpsbiopharm@
基因芯片简介
• 基因芯片
基因芯片技术是指通过微阵列(Microarray) 技术将 高密度 DNA片段阵列通过高速机器人或原位合成方 式以一定的顺序或排列方式使其附着在如玻璃片等 固相表面，以荧光标记的 DNA 探针，借助碱基互补 杂交原理，进行大量的基因表达及监测等方面研究 的最新革命性技术。
• 部分降解的 mRNA分析 • DASL Assay
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Direct Hybridization assay
• 实验原理
逆转录
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Direct Hybridization assay • 实验原理
Direct Hybridization assay • 实验步骤
芯片封闭
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Direct Hybridization assay • 实验步骤
荧光染色
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MicroRNA简介
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Illumina表达谱芯片
表达谱芯片
• 完整mRNA分 析 • Direct Hybridization assay
Direct Hybridization assay • 实验步骤
芯片杂交
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Direct Hybridization assay • 实验步骤
芯片洗脱
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DASL Assay
• 实验原理
100ng完整RNA或200ng部分降解RNA
用Oligo（dT）和随机引物逆转录
mRNA特异引物和cDNA退火