生物芯片的技术核心(3)

6、杂交图谱的信号检测技术

杂交图谱的信号检测是生物芯片的两个关键技术之一，目前关于芯片的大量专利和研究集中在这方面。荧光检测主要有2种：激光共聚焦荧光显微扫描和CCD荧光显微照相检测。前者检测灵敏度、分辨率均较高，但扫描时间长；后者扫描时间短，但灵敏度和分辨率不如前者。虽然荧光检测在芯片技术中得到了广泛的应用，但是荧光标记的靶DNA只要结合到芯片上就会产生荧光信号，而目前的检测系统还不能区分来自某一位点的荧光信号是由正常配对产生的，还是单个或2个碱基的错配产生的，或者兼而有之，甚或是由非特异性吸附产生的，因而目前的荧光检测系统还有待于进一步完善与发展。有研究者正试图绕过荧光标记，建立新的检测系统，以提高杂交信号检测的灵敏度。
比较成熟的是采用激光系统扫描仪进行的荧光检测，噪音水平、信噪比、分辨率是衡量扫描仪工作质量的几个重要指标。由于荧光标记法的灵敏度相对较低，因此质谱法、化学发光和光导纤维、二极管方阵检测、乳胶凝集反应、直接电荷变化检测等等正作为新的芯片标记和检测方法处于研究和试验阶段，其中最有前途的当推质谱法。

目前有很多厂商生产生物芯片信号检测扫描仪，知名的公司包括：Genomic Solutions公司、Packard公司、GSI公司、Molecular Dynamics、Genetic âMicrosystems公司、Axon Instruments公司等。其中GSI Lumonics 公司ScanArray 系列一直是生物芯片扫描检测系统中的领头产品。2000年GSI并入著名的Parkard公司后ScanArray的软、硬件都得到进一步加强。

7、信号（信息）分析与解读——数据分析

芯片杂交图谱的多态性处理与存储都由专门设计的软件来完成。一个完整的生物芯片配套软件应包括生物芯片扫描仪的硬件控制软件、生物芯片的图像处理团建、数据提取（mining）或统计分析软件，芯片表达基因的国际互联网上检索和表达基因数据库分析和积累。

从国际上生物芯片专利的按领域分布来看，62%的专利集中在数据分析领域，可见如何对生物芯片带来的海量数据进行解读、分析是生物芯片研究领域的焦点和重点。

对所读取的数据的处理方面，目前已经有许多数学统计的方法用于芯片数据处理与信息提取，应用最广泛的是聚类分析（cluster analysis）、此外还有主成分分析(principal component analysis)、时间序列分析(time series analysis)等，但是还没有一种“标准”的统计方法。