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 NTD | 35-70 NTD | 3-8NTD | < 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 | |
螢光染料 | 訊號強度頗佳 | |
非螢光染料 (如酵素呈色) | 訊號強度較弱 | |
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
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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:
- 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。
- 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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