2009 CSBB LAB 新生訓練

Introduction Microarray Chip Speaker : Jong-Waye Ou 2009/7/20

Outline ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

[object Object],[object Object],[object Object],生物晶片 (BioChip) 微陣列晶片 (Microarray) 微流體晶片 (Lab-on-Chip) 基因晶片 (Gene-Chip) 蛋白質晶片 (Protein-Chip)

Background ,[object Object],[object Object]

基因簡史 (1) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

基因簡史 (2) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

基因簡史 (3) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

DNA Double Helix ( 雙股螺旋） (1)

DNA Double Helix ( 雙股螺旋） (2)

人類基因體計畫 (1) ,[object Object],[object Object],[object Object]

人類基因體計畫 (2) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

基因小常識 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

分子生物簡介 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

核酸的發現 ,[object Object],[object Object],[object Object]

↑ 染色體層次圖 ( 由左至右 ) ← 染色體結構圖 ( 由上至下 ) 染色體的股線緊密折疊，一般認為染色體是由很長的 DNA 雙螺旋鏈盤捲在組織蛋白質 (histone) 分子上，像珠子串在一條線上的形式形成染色質 (chromatin) 。例如，一條人類染色體之 DNA 平均長度為 5Omm 。 DNA 分子繞組織蛋白質分子結合成為核體 (nucleosome) 單位，核體單位折疊緊縮形成染色質纖維 (chromatin fiber) ，染色質纖維高度折疊形成染色體的延伸部份，而纏繞又折疊形成染色體的緊縮部份。

核甘酸 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],胞嘧啶 (C)

DNA 與 RNA ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

DNA 的長度 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

DNA 、基因 (Gene) 、蛋白質 (Protein) ,[object Object],[object Object],T C C AA C GG T G C T G A G G T G C AC Gene Protein DNA

DNA 的複製 (Replication)-- 動畫

DNA  RNA 轉錄 (Transcription) – 動畫

RNA  蛋白質轉譯 (Translation) – 動畫

蛋白質 (Protein) 的組成胺基酸 (Amino Acid) 為蛋白質的基本單位，共 20 種

胺基酸的組成–基因密碼 ,[object Object],AUG is also the “start” codon. U C A G GGU Gly [G] GGC Gly [G] GGA Gly [G] GGG Gly [G] GAU Asp [D] GAC Asp [D] GAA Glu [E] GAG Glu [E] GCU Ala [A] GCC Ala [A] GCA Ala [A] GCG Ala [A] GUU Val [V] GUC Val [V] GUA Val [V] GUG Val [V] G U C A G AGU Ser [S] AGC Ser [S] AGA Arg [R] AGG Arg [R] AAU Asn [N] AAC Asn [N] AAA Lys [K] AAG Lys [K] ACU Thr [T] ACC Thr [T] ACA Thr [T] ACG Thr [T] AUU Ile [I] AUC Ile [I] AUA Ile [I] AUG Met [M] A U C A G CGU Arg [R] CGC Arg [R] CGA Arg [R] CGG Arg [R] CAU His [H] CAC His [H] CAA Gln [Q] CAG Gln [Q] CCU Pro [P] CCC Pro [P] CCA Pro [P] CCG Pro [P] CUU Leu [L] CUC Leu [L] CUA Leu [L] CUG Leu [L] C T h i r d P o s i t i o n U C A G UGU Cys [C] UGC Cys [C] UGA Ter [end] UGG Trp [W] UAU Tyr [Y] UAC Tyr [Y] UAA Ter [end] UAG Ter [end] UCU Ser [S] UCC Ser [S] UCA Ser [S] UCG Ser [S] UUU Phe [F] UUC Phe [F] UUA Leu [L] UUG Leu [L] U F i r s t P o s i t i o n G A C U Second Position of Codon

胺基酸小常識 ,[object Object],[object Object],Asparagine Arginine Asparagine Lysine Glutamic acid Histidine Aspartic acid Tryptophan Tyrosine Phenylalanine Proline Methionine Cysteine Threonine Alanine Isoleucine Alanine Leucine Glycine Valine 非必需胺基酸必需胺基酸

分子生物技術綱要 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

電泳法 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

SDS 有一個極性頭部 ( sodium dodecyl sulfate, 硫酸十二酯鈉 ) 與一條非極性尾巴。因此 SDS 可以介入極性與非極性基團之間，是一種界面活性劑，就是俗稱的清潔劑。 SDS 可以把非極性尾巴鑲入蛋白質三級構造的內部，而以其極性頭部與外界的水分子結合，因而使得蛋白質變性。

理論上 SDS 是很均勻的吸附到蛋白質上，因此不管原來蛋白質分子的大小，每種蛋白質分子上所吸附的負電荷密度是相同的。

蛋白質 Z 在左邊的 native-PAGE 中無法向下泳動，但在右邊的 SDS-PAGE 則可以依其分子量正確泳動；因此一般使用上， SDS-PAGE 的應用較廣泛。在 SDS-PAGE 下，雖然 X 分子被解構成單元體，因此分子量由 160 kD 變成 40 kD ；但若在較為溫和的樣本處理條件下，有可能看到未完全解構的 160 kD 蛋白質色帶。

分子生物技術– PCR ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

 PCR 流程簡圖 PCR 機器 

分子生物技術 – 墨點技術 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

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分子生物技術 – 墨點技術之異同 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

南方墨點法 ( 使用於 DNA) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

北方墨點法 ( 使用於 RNA) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

西方墨點法 ( 使用於蛋白質 ) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

西方墨點的應用–檢測玉米是否基因改造–動畫

Biochips Design and Technology ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

生物晶片原理 (1) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

生物晶片原理 (2) ,[object Object],藉由 DNA 生物晶片分析基因表現之原理：

← Ezspot Arrayer 左圖為生物晶片打點機，下方為其玻璃載片或薄膜載片。此機種為 DNA 及蛋白質皆適用多功能機型。

生物晶片設備 (1) ,[object Object],[object Object]

Gene chip and DNA Microarray ,[object Object],[object Object],[object Object]

Lab-on-a-chip ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Protein Chip ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

生物晶片材質 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

玻璃載片型式優劣比較 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],利用現成 DNA 晶片所使用之微陣列打點機將蛋白質液點在玻璃載板上平面玻璃載體晶片缺點優點原理晶片種類

多孔膠墊載片型式優劣比較 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],以聚炳烯醯胺凝膠 (polyacrylamide gel) 點在玻璃板上，蛋白質樣本即固定在其中立體多孔膠墊晶片缺點優點原理晶片種類

微孔晶片載片型式優劣比較 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],在矽彈性平板 (silicon ela-stomer sheets) 中之微陣列設計微孔洞，先將受質 (capture agents 抓住特定蛋白質之媒介物質 ) 黏附於每個微孔洞底部，再將蛋白質置於微孔洞中反應及分析微孔晶片缺點優點原理晶片種類

Biochip Sample ,[object Object],[object Object],[object Object]

Spotted DNA arrays ( 設計製造 ) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Spotted DNA arrays ( 操作使用 ) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Spotted DNA arrays ( 結果判讀 ) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Affymetrix gene chips ( 設計製造 ) ,[object Object],[object Object]

Affymetrix gene chips ( 操作使用 ) ,[object Object],[object Object],[object Object]

Affymetrix gene chips ( 操作使用 ) ,[object Object]

Affymetrix gene chips ( 結果判讀 ) ,[object Object],[object Object],[object Object]

生物晶片設計製造操作–動畫

Ink-jet microarrays( 設計製造 ) ,[object Object],[object Object]

Ink-jet microarrays ( 操作使用與結果判讀 ) ,[object Object]

Biochip Image and data analysis ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

影像擷取 ( 尋點 ) ,[object Object],[object Object]

影像擷取 ( 尋點 ) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

影像擷取 ( 尋點 ) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

數值資料轉換 ,[object Object],[object Object],[object Object]

資料正規化 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

資料正規化範例左圖為未正規化資料，右圖則是已正規化之資料明顯可看出正規化後的顏色較為鮮明易辨認。

資料過濾 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

分類與分群 (1) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

分類與分群 (2) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

分類與分群 (3) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

生物晶片現況 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

生物晶片應用 (1) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

生物晶片應用 (2) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

生物晶片醫療市場預測

生物晶片商機 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

References ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

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