基因芯片大攻略
基因芯片按应用领域主要分以下几类，用于基因组研究的SNP和CNV芯片；用于mRNA表达研究的基因表达谱芯片；用于转录调控研究的microRNA芯片和LncRNA芯片；以及用于表观遗传研究的DNA甲基化芯片。目前世界上主流的芯片制造商主要有4几家，分别是采用第二代基因芯片技术的美国affymetrix公司、美国agilent公司和ROCH nimblegen公司，以及采用第三代基因芯片技术的美国illumina公司。
在SNP芯片研究领域，美国illumina公司毫无疑问是霸主，illumina公司凭借自己开发的GoldenGate技术和infinium专利技术一直在SNP芯片领域处于垄断地位。虽然affymetrix公司也有SNP芯片，但无论是从芯片的技术水平、发表的文章数量和芯片的种类以及覆盖SNP位点的数量都没法和illumina相比，已发表的GWAS文章 90%以上都是使用illumina的SNP芯片。至今affymetrix只有人的SNP5.0、SNP6.0、Axiom这3款芯片，种类少得可怜，而且覆盖位点数量最多的SNP6.0芯片仅可检测90万个SNP位点，并且是2007年上市的。随着Hapmap计划和千人基因组计划如火如荼的进行，illumina公司每年都会发布好几款新的SNP芯片，至今已有几十款产品，覆盖位点数量从6000个到500万个不等。包括人、大鼠、小鼠
、牛、马、羊、猪、犬、鸡、玉米、苹果、桃子等十来个物种，其中仅人的SNP芯片就有十几款（停产的芯片不算），最多覆盖位点数量可达到500万个。并且illumina还可以提供灵活快捷的定制SNP芯片，适用于大样本量分析。Illumina和 affymetrix的SNP芯片都可用于CNV分析，但illumina芯片因覆盖位点数量较多，所以在CNV分析中可提供更高分辨率的CNV数据。赵玉平百家讲坛
在基因表达谱芯片领域，affymetrix表达谱芯片无论是从知名度、发表的文章数量、芯片物种种类都是NO.1，因affymetrix的表达谱芯片上市时间最早，所以知名度和用户也是最多的，价格也是最贵的。但affymetrix表达谱芯片也有两个致命的缺陷，第一是探针太短，只有25个碱基，直接导致芯片检测的灵敏度太低，不利于检测低丰度的转录本。为了保证灵敏度和特异性的最佳平衡，除了affymetrix外，其他各大芯片制造商的芯片探针长度都是在60-80个碱基范围。只有affymetrix因芯片技术水平较落后，没办法合成长度更长的探针。还有一个缺点是芯片使用的数据库版本太旧，affymetrix 的人全基因组表达谱芯片（U133 plus2.0）使用的数据库是2001年的UniGene(Build 133)，至今已十多年的时间了，芯片从未更新过。可能是因为affymetrix的表达谱芯片种类太多，如果全部更新数据库，投入的费用和工作量太大。在基因表达谱芯片领域，agilent公司和illumina公司的产品也非常不错，
虽然知名度没有affymetrix的高，但他们也有各自的特点。Agilent的表达谱芯片种类也非常丰富，最新G3版全基因组表达谱芯片有一个创新点就是芯片不仅可检测41000个转录本，还可检测7,419条lncRNA（长链非编码RNA）。但Agilent的表达谱芯片也有一个较大的缺点，就是芯片重复性较低，因agilent的全基因组表达谱芯片采用的是8*60K的规格，每个样本只有6万个点来检测，平均一个转录本只有一个点，芯片内部没有技术重复，所以agilent的全基因组表达谱芯片的重复性在所有的芯片中是最差的。Illumina的基因表达谱芯片采用的是更先进，密度更高的第三代基因芯片技术，因此illumina的全基因组表达谱芯片是目前唯一一种可以达到探针30倍重复的表达谱芯片，其他的芯片都只能达到1-8倍技术重复。因此illumina的全基因组表达谱芯片的重复性是所有芯片中最高的，其重复性R2＞0.996，并且基于第三代基因芯片独特的微珠芯片生产工艺，芯片生产成本较低，信噪比和灵敏度都非常高，其灵敏度≤1:250,000，芯片检测结果和qPCR相关系数R2=0.97。但缺点是illumina的基因表达谱芯片只有人、大鼠、小鼠这三个物种，illumina的表达谱芯片因物种种类较少所以芯片升级比较快，目前已升级到V4版。Nimblegen公司也有基因表达谱芯片，nimblegen的表达谱芯片知名度、用户和文章是最少的，这也是nimblegen的基因表达谱芯片不被大家认可的原因，但是nimblegen的表达谱芯片也有自己的特点，在原核生物
里，nimblegen表达谱芯片的物种种类是最丰富的。还有一点需要说明，nimblegen每个物种的表达谱芯片都有72K、135K、385K这3种规格，不同规格的芯片的效果和价格相差很大，所以大家在选用之前一点要搞清楚，千万别让奸商给忽悠了。总之，在基因表达谱芯片领域，因表达谱芯片采用的是直接杂交技术，技术门槛较低，所有的芯片制造商都可生产，各个厂家的芯片效果差别也不是很大，affymetrix表达谱芯片的服务价格在5000左右；agilent表达谱芯片的服务价格在4500左右；illumina表达谱芯片的服务价格在3800左右；nimblegen表达谱芯片的服务价格在2500-5000之间；价格最贵并不代表最好，价格最低也不代表最差，主要还是要看自己的实际情况，选择最适合自己实验研究的芯片。随着高通量测序技术被越来越多的用户所认可，表达谱测序技术（RNA-q）取代表达谱芯片是大势所趋，因为表达谱芯片和RNA-q想比较，除了价格便宜外，没有任何技术优势。毕竟RNA-q的技术优势非常明显：更高的数据通量、更高的灵敏度和准确度、更丰富的生物信息学分析、不受数据库和物种的限制以及可获得mRNA完整序列等等。
在DNA甲基化芯片领域，主要分为两类，一类是基于MeDIP技术的甲基化芯片，如nimblegen公司和agilent公司；另一类是基于Bisulfite conversion技术的单碱基分辨率的甲基化芯片，如illumina公司。在基于Bisulfite conversion技术的甲基化芯片出来之前，大家
都使用的是nimblegen和agilent的甲基化芯片，虽然这种芯片效果很差，如：不能精确定量、无法提供单碱基分辨率、有区域偏向、假阴性和假阳性较高、需要高达10ug的DNA、价格高昂等。但因没有更好的选择，大家都只能用这类芯片。自从2009年illumina推出了世界上首款基于Bisulfite conversion技术的全基因组甲基化芯片（Human Methylation 27K BeadChip），才改变了这一现状，Human Methylation 27K BeadChip可检测人全基因组2.7万个甲基化位点，这是世界上第一款可提供单碱基分辨率，并可精确定量的甲基化芯片，当时表观遗传学领域引起了巨大反响，大量文章层出不穷。仅过了一年，2010年illumina公司又推出了27K芯片的升级版——Human Methylation 450K BeadChip，450K芯片可检测人全基因组48万个甲基化位点，广泛应用于干细胞研究、肿瘤和其他疾病研究，是唯一一款适合EWAS（表观基因组全关联分析）研究的全基因组DNA甲基化芯片。每张芯片多达900万个点（9M），以极高的密度覆盖了99%的RefSeq基因和96%的CpG岛，包括启动子区、5’UTR区、第一外显子区、gene body区、3’UTR区、基因间区域以及CpG岛外低密度分布的CpG位点。此外该芯片还额外添加了一些高价值的信息，如：已经鉴定的在不同类型的肿瘤组织相对于其正常组织有差异的甲基化位点；人干细胞中已经鉴定的非CpG的甲基化位点（如CpA，CpT）；通过GWAS研究鉴定出的与疾病相关的区域；miRN
A基因的启动子区；编码区外的CpG岛；FANTOM 4启动子区；DNa酶高敏感的位点；450K全基因组甲基化芯片每个探针都有15-25倍重复，所以芯片重复性高达98%以上，和全基因组甲基化Bisulfite测序的相关性R2=0.96，探针假阳性率低于1%。每个样本只需要500ng的基因组DNA，适用于石蜡包埋组织和福尔马林保存样本。最重要的是，该芯片的成本是nimblegen 2.1M甲基化芯片的四分之一左右，市场服务价格不到7000元，芯片采用12个反应包装。另外illumina公司还可以提供任意96个位点和384个位点的定制甲基化芯片，不受物种限制，适用于大样本量研究。自从illumina推出单碱基分辨率的甲基化芯片以来，nimblegen公司和agilent公司的甲基化芯片因没有任何技术优势以及成本高昂，渐渐退出了市场。同时要提醒一下，nimblegen公司的甲基化芯片有385K、2.1M等多种规格，价格相差数倍，大家选用之前一定要搽亮眼睛。另外，2012年6月nimblegen公司正式宣布退出基因芯片市场。
microRNA芯片领域目前主要有agilent、Affymetrix、illumina、丹麦Exiqon、以及国产的联川生物，做的最好的当属agilent公司，agilent公司的microRNA芯片不仅物种丰富，更新速度快，文章较多，并且Agilent公司开发的miRNA检测技术具有独特的探针设计，能特异性地检测出成熟的miRNA并能很好地区分高度同源的miRNA 分子。检测的动态范围可达到4
个log。Agilent的microRNA芯片目前已更新到18版，芯片采用8х60K规格。排在第二名的要属丹麦Exiqon公司，该公司只做microRNA芯片的，Exiqon的microRNA芯片目前已更新到18版，Exiqon的microRNA芯片主要有两款，一款人，小鼠，大鼠芯片，该芯片覆盖miRBa 数据库人，小鼠，大鼠三物种全部microRNA以及相关的所有病毒的microRNA；另一款是全物种芯片，该芯片覆盖的miRBa数据库内除人，大鼠，小鼠及其相关病毒之外的全部物种（包括脊椎动物，无脊椎动物，植物，病毒等）的所有microRNA。Affymetrix在microRNA芯片领域并不是很有名，但Affymetrix的特点是把几十个物种的所有microRNA全部集中到一张芯片上，也就是说Affymetrix只有一款microRNA芯片，这款芯片可适用于几十个物种，这样做的目的可能是基于芯片生产成本的考虑，更方便芯片的更新，因为microRNA数据库每隔半年就会升级一次。但这样做可能会有人觉得有点浪费，尤其是近缘物种之间可能存在序列结构比较相近的microRNA无法精确分辨。联川生物在microRNA芯片领域也小有名气，也是唯一一家国产的microRNA芯片，该芯片最大的特点就是更新速度极快，一般新的数据库发表后，第一个将芯片更新到最新版本的就是联川生物。illumina公司于2010年退出了microRNA芯片市场，因illumina公司2006年收购了高通量测序领域NO.1的Solexa公司，成为唯一一家即拥有芯片平台又拥有高通量测序平台的供
应商，illumina认为在microRNA领域，高通量测序有不可比拟的技术优势，必然会取代芯片，所以于2010年停产了microRNA芯片。
八路军拉大栓随着高通量测序成本的不断下降，选择microRNA测序的人越来越多，毕竟相对于microRNA基因芯片来说，microRNA测序有绝对的技术优势：更高的数据通量、更高的灵敏度和准确度、更宽的动态检测范围、可精确区分miRNA前体序列和成熟的miRNA以及高度同源的miRNA 分子、更丰富的生物信息学分析以及不受数据库和物种的限制、并且可以检测到很多未知的microRNA。目前随着大量新的microRNA不断的被发现，miRBa数据库一般每隔半年就会升级一次，而芯片更新都会有一个大约3-6个月的滞后期，但microRNA测序却不受此影响，可以随时使用最新版本的数据库来进行分析。目前从最新发表的文章来看，使用microRNA芯片的文章在急剧较少，而用microRNA测序技术的文章却迅速大量涌现，目前做一个样本的microRNA测序的市场服务价格大概在7000-8000之间，做一个microRNA芯片的价格大概在4000-5000之间，因芯片的重复性较差，一般芯片要做3个生物学重复，而microRNA测序一般做2个生物学重复，所以综合计算下来，microRNA测序和microRNA芯片的费用其实差不多。其实搞科研也要赶潮流，越是用最新的技术，越是能发好的文章，但课题的设计也非常的关键。
目前LncRNA（长链非编码RNA）研究也十分的火热，很多科研工作者从microRNA研究转向到了LncRNA研究。但LncRNA的研究工具十分的有限，主要有以下几种方法：使用Arraystar公司的LncRNA芯片进行研究，大概覆盖3万多条数据库里已有的LncRNA（人），目前康成生物可提供该项服务。还有可以利用agilent的G3版的全基因表达谱芯片来进行LncRNA研究，可覆盖7千多条LncRNA。还有上海SBC利用agilent定制表达谱芯片平台提供的LncRNA芯片服务，大约覆盖3万条LncRNA。另外还有上海晶能生物采用illumina高通量测序平台成功开发的LncRNA测序服务，不仅可覆盖数据库里已有的所有LncRNA，还可以覆盖大量未知的LncRNA，总计可覆盖7-8万条LncRNA，适合所有具有精细基因组图谱的物种。LncRNA测序是目前LncRNA研究领域最先进、最时髦的技术，其效果远远好于LncRNA芯片，但价格也不便宜，大约一个样本要2.5万左右。从投入产出比来考虑，其实LncRNA测序更有优势，因为LncRNA是近一两年新兴的热门研究领域，目前还没有一个大家认可的权威的LncRNA芯片，所以用LncRNA芯片未必能发好的文章。
总结：公主怎么画最美>生产安全标语
做SNP芯片：必选illumina，affymetrix就不要考虑了；
华佗简介
做基因表达谱芯片：可选择affymetrix、agilent和illumina，nimblegen就不要考虑了；不在乎钱的就用RNA-q；
做microRNA芯片：首选agilent，其次Exiqon，不在乎钱的就用microRNA测序；脂肪烃
做甲基化芯片：必选illumina，nimblegen和agilent就不要考虑了；
做LncRNA研究：直接上LncRNA测序，芯片就不要考虑了。飞机头发型
恰好时
