晶片組成

基因晶片的組成大致可分為3個部分:載體、樣本DNA、probe DNA。

載體
晶片載體的材質可以分為很多種:

尼龍膜
硝化纖維膜
矽晶片
玻璃晶片
玻璃slide片高分子晶片
成本1-10 NTD35-70 NTD3-8NTD< 1 NTD
材質組成有機聚合物無機矽及
二氧化矽
二氧化矽有機聚合物
靈敏度稀釋200倍
仍可辨識
稀釋500倍
仍可辨識
稀釋500倍
仍可辨識
稀釋5000倍
仍可辨識


樣本DNA

樣本DNA在放大的時候,同時會加上標定物質,如果樣本DNA能與probe DNA雜交的話,就能留在載體上而被辨識出來,通常標定物質有下列幾種:

訊號產生源優點缺點
放射性原子高訊號強度
  • 需特殊操作執照
  • 廢棄物不易處理
  • 容易產生互相干擾
螢光染料訊號強度頗佳
  • 易受背景干擾
  • 需使用價格昂貴的訊號處理機
非螢光染料
(如酵素呈色)
訊號強度較弱
  • 可使用一般訊號讀取機

綜合上述的優缺點,目前的基因晶片大部分以螢光染料做為DNA的標定,因為需要特殊的機器以雷射激發出螢光才能讀取訊號,所以晶片公司可以從讀取機賺一筆。

probe DNA

其實基因晶片最重要的地方不在晶片本身,最重要的是DNA。因為一個基因晶片是否能做有效的判讀,要看是否有一個好的probe DNA,可以做有效且準確的檢測。所謂好的probe DNA需要符合下列的條件:

  1. DNA的長度要適當。太長的話製造成本太高,尤其是超過十幾個mer的oligonucleotide製造成本會大幅上升,而且製造過程中容易出錯。太短的話則無法分辨出不同的樣本DNA,所以DNA的長度要能夠兼顧成本以及有效的辨認能力。根據上課的演講者表示5到15個mer是比較適合的長度。
  2. DNA的序列要具有專一的辨識能力。因為一個基因的長度是以kbp為單位的,所以要如何設計一個十幾個mer的probe DNA去辨識一個基因是一件不容易的事情。因此在以後各家晶片公司的寶貝就會是probe DNA的序列,可以預見將來申請DNA序列的專利會越來越多,而專利權大戰也將會由晶片的製造方法延燒到DNA的序列。此外基因晶片的序列設計將會是崛起的產業,因為晶片製造商無法通吃全部的DNA序列專利,所以可以讓專門的序列設計公司生存,更有彈性的方式取得DNA序列專利,設計出probe DNA的序列,然後再交由晶片製造商去做出晶片來。
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