KR101657688B1 - 마이크로어레이의 품질 결정 방법 - Google Patents

마이크로어레이의 품질 결정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101657688B1
KR101657688B1 KR1020090103558A KR20090103558A KR101657688B1 KR 101657688 B1 KR101657688 B1 KR 101657688B1 KR 1020090103558 A KR1020090103558 A KR 1020090103558A KR 20090103558 A KR20090103558 A KR 20090103558A KR 101657688 B1 KR101657688 B1 KR 101657688B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
value
equation
correlation
nucleic acid
quality
Prior art date
Application number
KR1020090103558A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110046865A (ko
Inventor
박경희
이규상
안태진
이재훈
손대순
김경아
박태성
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020090103558A priority Critical patent/KR101657688B1/ko
Publication of KR20110046865A publication Critical patent/KR20110046865A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101657688B1 publication Critical patent/KR101657688B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813—Hybridisation assays
    • C12Q1/6834—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
    • C12Q1/6837—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase using probe arrays or probe chips
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813—Hybridisation assays
    • C12Q1/6834—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/11—Complex mathematical operations for solving equations, e.g. nonlinear equations, general mathematical optimization problems
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Z—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G16Z99/00—Subject matter not provided for in other main groups of this subclass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

품질 관리 프로브의 길이에 따른 신호 강도를 수치화하는 과정을 포함하는 마이크로어레이의 품질 결정 방법을 제공한다.
마이크로어레이, 품질 결정

Description

마이크로어레이의 품질 결정 방법{Method for determining quality of microarray}
마이크로어레이의 품질 결정 방법에 관한 것이다.
한번에 많은 표적 핵산을 분석할 수 있는 방법으로 마이크로어레이를 이용하는 방법이 알려져 있다. 핵산 마이크로어레이는 표적 핵산에 결합할 수 있는 프로브가 고정되어 있는 복수 개의 구분되는 영역이 고밀도로 배열되어 있는 것을 말한다. 표적핵산을 검출가능한 표지로 표지하고, 상기 기판 상의 프로브와 혼성화하고, 혼성화 결과를 상기 표지로부터의 신호를 측정함으로써 표적 핵산 서열을 분석하는 것이다. 마이크로어레이는 신약 개발, 진단 키트, 병원균 검색 등 여러 분야에서 응용되고 있다. 이러한 마이크로어레이의 사용이 증가함에 따라, 보다 우수한 품질의 마이크로어레이를 생산할 필요성이 대두되었다.
관련 기술은 품질 관리용 올리고뉴클레오티드를 마이크로어레이 상의 프로브 핵산과 혼성화시키는 공정과, 품질 관리용 올리고뉴클레오티드와 프로브 핵산의 혼성화체의 형성을 나타내는 신호를 검출하는 공정을 포함하는 혼성화에 의한 마이크로어레이 품질 관리 방법이 기재되어 있다. 그러나, 상기 관련 기술은 프로브 길이 에 따른 신호 강도를 수치화하는 과정이 없다는 점에서, 서로 다른 마이크로어레이 제조 공정 간 또는 각종 실험조건 별로 객관적인 비교, 평가가 어렵다는 문제가 있다.
따라서, 종래 기술에 의하더라도, 마이크로어레이의 품질 결정을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 방법이 여전히 요구되고 있다.
마이크로어레이의 품질 결정 방법을 제공한다.
일 양상은 3' 말단 또는 5' 말단을 통하여 기판상에 고정되어 있는 품질 관리 프로브 핵산을 포함하는 마이크로어레이를 제공하는 단계; 상기 품질 관리 프로브 핵산과 상기 품질 관리 프로브 핵산에 상보적으로 결합할 수 있는 검출가능한 신호 물질로 표지된 올리고뉴클레오티드를 포함하는 시료를 혼성화시키는 단계; 상기 혼성화된 올리고뉴클레오티드의 표지로부터 신호를 측정하여, 상기 품질 관리 프로브 핵산의 길이 x에 대한 표지 신호의 강도 y의 상관 관계를 얻는 단계; 및 상기 상관 관계의 분석을 통해 선별 기준을 만족시키는 마이크로어레이를 선택하는 단계를 포함하는 마이크로어레이의 품질 결정 방법을 제공한다.
상기 방법은, 3' 말단 또는 5' 말단을 통하여 기판상에 고정되어 있는 품질 관리 프로브 핵산을 포함하는 마이크로어레이를 제공하는 단계를 포함한다.
용어, "마이크로어레이"는 기판상에 올리고뉴클레오티드가 3' 말단 또는 5' 말단을 통하여 고정되어 있는 영역이 배열되어 있는 것을 의미하는 것으로 당업계에 잘 알려져 있다. 상기 영역은 상기 기판에 고밀도 배열되어 있는 것으로, 예를 들면 400/cm2 이상, 103/cm2 또는 104/cm2의 밀도로 배열되어 있는 것이다. 상기 마이크로어레이는 품질 관리 프로브 핵산이 포함되어 있는 것으로, 이는 표적이 되는 프로브와 함께 포함이 되어 있을 수 있다. 한편, 마이크로어레이의 제작에 통상적으로 사용되는 기판은 슬라이드글라스, 멤브레인, 반도체 칩(semiconductive chip), 실리콘 또는 젤(gel) 등을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다.
용어, "품질 관리 프로브 핵산(quality control probe nucleic acid)"은 상기 마이크로어레이를 이용한 실험 및 진단에서 신뢰도 높은 결과를 얻기 위해서 마이크로어레이의 품질, 특히 표적 프로브 핵산의 고정화 여부를 확인하기 위한 올리고뉴클레오티드 단편을 의미한다. 즉, 기판 상에 표적 프로브 핵산과 함께 고정되어 있는 참고 올리고뉴클레오티드(reference oligonucleotide)를 의미한다. 상기 품질 관리(quality control, QC) 프로브 핵산은 기판 상에 단일 가닥의 형태로 고정된 것일 수 있다.
상기 품질 관리 프로브 핵산 및 표적 프로브 핵산은 기판상에서 포토리소그래피 법에 의하여 인 시튜로 합성되거나, 액상 또는 고상에서 합성된 후 기판상에 스팟팅에 의하여 고정된 것일 수 있다. 액상 또는 고상 핵산 합성 방법은 잘 알려져 있다. 포토리소그래피 법에 의하는 경우, 상기 영역이 고밀도 기판상에 배열될 수 있는 장점이 있으나, 합성되는 프로브 서열의 정확도를 담보하기가 어렵다. 반면, 액상 및 고상에서 합성된 프로브 핵산은, 합성시에 프로브 서열의 정확도를 담보할 수 있으나, 별도의 고정 과정, 예를 들면 스팟팅 (spotting)에 의하는 경우, 배열되는 영역의 밀도가 높지 않다는 단점이 있다.
상기 단계에 있어서, 마이크로어레이의 제공은 예를 들어, 기판상에서 포토리소그래피 법에 의하여 인 시튜로 직접 합성하는 방법에 의해 실시될 수 있다.
상기 방법은 또한, 상기 품질 관리 프로브 핵산과 상기 품질 관리 프로브 핵산에 상보적으로 결합할 수 있는 검출가능한 신호 물질로 표지된 올리고뉴클레오티드를 포함하는 시료를 혼성화시키는 단계를 포함한다.
상기 올리고뉴클리오티드는 2 내지 100개의 염기를 포함할 수 있으며, 3 내지 60개, 또는 5 내지 30개의 염기를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 검출 가능한 신호 물질은 형광성 물질 또는 방사선 물질로 이루어진 것일 수 있다.
상기 검출 가능한 신호 물질로 사용될 수 있는 형광성 물질은 예를 들어, 피렌(pyrene), 시아닌 2 (cyanine 2), GFP, 칼세인(calcein), FITC, 알렉사 488(alexa 488), FAM, 플로레신 클로로트리아지닐(fluorescein chlorotriazinyl), 플로레신(fluorescein), 로다민 110(rhodamine 110), 오레건 그린(oregon green), 마그네슘 그린(magnesium green), 칼슘 그린(calcium green), 시아닌 3(cyanine 3), 테트라메틸로다민(tetramethylrhodamine), 로다민 팔로이딘(rhodamine phalloidin), 피로닌 Y(pyronin Y), 리사민(lissamine), 칼슘 크림선(calcium crimson), 텍사스 레드(texas red), 나일 레드(nile red), 시아닌 5(cyanine 5), 및 티아디카복시아닌(thiadicarbocyanine)으로 구성된 군에서 선택되는 것일 수 있다. 또한, 상기 검출 가능한 신호 물질로 사용될 수 있는 방사선 물질은 예를 들어, P-32, S-35, H-3, C-14 및 I-125으로 구성된 군에서 선택되는 것일 수 있다. 상기 형광성 물질 또는 방사선 물질은 품질 관리 프로브 핵산에 상보적으로 결합할 수 있는 올리고뉴클레오티드의 5' 말단 또는 3' 말단에 결합된 것일 수 있다.
상기 단계는 당업계에 잘 알려진 혼성화 방법에 의하여 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 마이크로어레이 상에 고정화된 단일 가닥의 품질 관리 프로브 핵산에 상기 품질 관리 프로브 핵산에 상보적으로 결합할 수 있는 검출가능한 신호 물질로 표지된 올리고뉴클레오티드를 어닐링시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 어닐링은 적절한 혼성화 버퍼 (예를 들어, PBS) 중에 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 혼성화는 형광 표지된 품질 관리 프로브 핵산에 상보적으로 결합할 수 있는 올리고뉴클레오티드 세트를 혼성화 버퍼와 혼합하고, 이 용액을 마이크로어레이에 첨가한 후 커버를 덮고 건조되지 않는 적절한 온도에서 유지함으로써 혼성화를 유도한다. 반응 후 반응하지 않은 물질은 염 농도 및 온도가 제어된 용액으로 세척하여 제거할 수 있다. 즉, 상기 혼성화시키는 단계 이후 혼성화되지 않은 시료를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 또한, 상기 혼성화된 올리고뉴클레오티드의 표지로부터 신호를 측정하여, 상기 품질 관리 프로브 핵산의 길이 x에 대한 표지 신호의 강도 y의 상관 관계를 얻는 단계를 포함한다.
상기 혼성화 단계에서 기판상의 품질 관리 프로브와 혼성화된 올리고뉴클레오티드는 상기 개시한 검출 가능한 신호 물질, 예를 들면, Cy3 또는 Cy5와 같은 형광 물질로 표지되어 있으므로, 당업계에 잘 알려진 신호 검출기를 통해 신호를 측정할 수 있다. 신호 검출기에 의해 측정된 신호로부터, 상기 품질 관리 프로브 핵산의 길이 x에 대한 표지 신호의 강도 y의 상관 관계를 얻을 수 있다. 상기 신호 검출기에 의해 측정된 신호는 예를 들면, 신호 검출기에 연결된 컴퓨터와 같은 연산부에서 변환되어 상기 품질 관리 프로브 핵산의 길이 x에 대한 표지 신호의 강도 y의 관계로 그래프화될 수 있다. 특히, 상기 그래프화에 의해 나타나는 그래프에서 y값은 신호의 강도에 따른 값으로부터 1을 최대로 하는 로그값으로 변환시킬 수 있다.
상기 방법은 또한, 상기 상관 관계의 분석을 통해 선별 기준을 만족시키는 마이크로어레이를 선택하는 단계를 포함한다.
상기 상관 관계의 분석은 하기 방법에 대한 프로그램을 작성하여 이로부터 자동화 장치에 의해 자동으로 수행될 수 있다. 상기 상관 관계의 분석 방법 및 선별 기준을 구체적으로 나타내면 다음과 같다.
상기 상관 관계의 분석은 상기 상관 관계로부터 도출되는 그래프의 로지스틱 곡선 적합성을 검정하여 p값이 0.05 이상인 경우, 상기 그래프를 로지스틱 곡선으로 변환하는 단계; 상기 로지스틱 곡선의 임의의 한 점으로부터 형성되는 접선을 나타내는 일차 함수식에서 y절편의 값 β0 및 기울기 값 β1을 얻고, 이를 하기 수학식 Ⅱ에 적용하여 m0 및 m1을 결정하는 단계; 및 상기 m0 및 m1을 품질 결정 기준값 M0 및 M1과 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 품질 결정 기준값 M0 및 M1은 하기 수학식 Ⅲ의 xt 및 xs값을 적용하여 하기 수학식 Ⅳ에 의해 결정될 수 있다:
수학식 Ⅱ
m0 =(1.137(xt + xs)/(xs - xt))
m1 = -2β0/(xt + xs)
수학식 Ⅲ
xt = (-1.317-β0)/β1
xs = (1.317-β0)/β1
수학식 Ⅳ
M0 = (1.137(min.xt + min.xs)/(min.xs - min.xt))
M1 = -2β0/(min.xt + min.xs)
상기 수학식에서, min.xt 및 min.xs는 각각 xt 및 xs의 최소값을 나타낸다.
이때, 상기 품질 결정 기준값 M0는 5 이상의 값을 가질 수 있고, 예를 들어, 5.33 이상의 값을 가질 수 있다. 또한, M1은 0 초과 0.7 이하의 값을 가질 수 있고, 예를 들어, 0 초과 0.645 이하의 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 상관 관계의 분석은 상기 상관 관계로부터 도출되는 그래프의 로지스틱 곡선 적합성을 검정하여 p값이 0.05 이상인 경우, 상기 그래프를 로지스틱 곡선으로 변환하는 단계; 상기 로지스틱 곡선의 임의의 한 점으로부터 형성되는 접 선을 나타내는 일차 함수식에서 y절편의 값 β0 및 기울기 값 β1을 얻고, 이를 하기 수학식 Ⅲ에 적용하여 xt 및 xs을 얻는 단계; 상기 xt 및 xs을 하기 수학식 Ⅴ에 적용하여 m2값을 얻는 단계; 및 상기 m2값을 품질 결정 기준값 M2와 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 품질 결정 기준값 M2는 하기 수학식 Ⅵ에 의해 결정될 수 있다:
수학식 Ⅴ
m2= xt + xs
수학식 Ⅵ
M2= min.xt + min.xs
상기 수학식에서, min.xt 및 min.xs는 각각 xt 및 xs의 최소값을 나타낸다.
이때, 상기 품질 결정 기준값 M2는 25 이상의 값을 가질 수 있고, 예를 들어, 26.5 이상의 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 상관 관계의 분석은 상기 상관 관계로부터 도출되는 그래프에서 상기 표지 신호 강도의 최대값의 25%에 해당하는 품질 관리 프로브 핵산의 길이를 나타내는 값인 bp25% 및 상기 표지 신호 강도의 최대값의 75%에 해당하는 품질 관리 프로브 핵산의 길이를 나타내는 값인 bp75%를 결정하는 단계; 상기 bp25% 및 bp75%를 하기 수학식 Ⅶ에 적용하여 m3값을 얻는 단계; 및 상기 m3값을 상기 m3값의 최소값인 품질 결정 기준값 M3와 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다:
수학식 Ⅶ
m3= (bp25 % + bp75 %)/(bp75 % - bp25 %)
이때, 상기 품질 결정 기준값 M3는 3 이상의 값을 가질 수 있고, 예를 들어, 3.25 이상의 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 상관 관계의 분석은 상기 상관 관계로부터 도출되는 그래프에서 상기 품질 관리 프로브 핵산의 길이인 x의 최소값 및 최대값에 대한 상기 표지 신호 강도인 y의 적분값을 결정하는 단계; 및 상기 적분값을 품질 결정 기준값 M4와 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 품질 결정 기준값 M4는 1 이하의 값을 가질 수 있고, 예를 들어, 0.88 이하의 값을 가질 수 있다.
상기 품질 결정 기준값 M0 내지 M4는 다수의 실험에 의해 축적된 데이터에 의해 결정될 수 있으며, 그 실험 횟수가 증가할수록 그 값의 정확도가 증가한다는 것은 당업자에게 널리 알려진 사실이다.
상기와 같이 상기 품질 결정 기준값과의 비교에서 일정한 선별 기준을 만족 시키는 마이크로어레이는 그 품질이 우수한 것으로 선택할 수 있으며, 이러한 방법으로 마이크로어레이의 품질을 결정할 수 있다.
하나 이상의 구체예에 따른 마이크로어레이의 품질 결정 방법에 의하면, 마이크로어레이의 품질을 효율적으로 결정할 수 있다.
이하 본 발명의 하나 이상의 구체예를 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명의 하나 이상의 구체예를 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 마이크로어레이의 품질 결정 과정
도 1은 하나 이상의 구체예에 따른 마이크로어레이의 품질 결정 방법을 도식적으로 나타낸 흐름도이다.
먼저, 기판상에 고정되어 있는 품질 관리 프로브 핵산을 포함하는 마이크로어레이가 제공한다. 이후, 상기 마이크로어레이 상에 상기 품질 관리 프로브 핵산에 상보적으로 결합할 수 있는 검출가능한 신호 물질로 표지된 올리고뉴클레오티드를 포함하는 시료를 혼합하여, 상기 마이크로어레이 상에 고정되어 있는 품질 관리 프로브 핵산과 혼성화시킨다. 상기 올리고뉴클리오티드는 5 내지 30개의 염기를 갖 는 것일 수 있다.
상기 혼성화 과정 이후, 혼성화되지 않은 올리고뉴클레오티드는 세척하여 제거하고, 혼성화된 올리고뉴클레오티드는 검출 가능한 신호 물질, 예를 들면, Cy3 또는 Cy5와 같은 형광 물질이 표지되어 있으므로, 신호 검출기를 통해 신호를 측정할 수 있다. 신호 검출기에 의해 측정된 신호는 신호 검출기에 연결된 컴퓨터 상에서 상기 품질 관리 프로브 핵산의 길이 x에 대한 표지 신호의 강도 y의 관계로 그래프화하여 품질 관리 프로브 핵산에 대한 프로파일을 작성할 수 있다. 예를 들어, 상기 품질 관리 프로브 핵산과 혼성화될 수 있는 올리고뉴클레오티드 군에 포함된 각각의 올리고뉴클레오티드는 상기와 같이 5 내지 30개의 염기를 가진 것이라면, 상기 그래프에서 x 값의 범위는 5 내지 30이 될 수 있다. 또한, y 값은 신호의 강도에 따른 값으로부터 1을 최대로 하는 로그값으로 변환하여 그래프로 나타낸다.
상기 그래프화 단계로부터 생성되는 그래프는 이후, 로지스틱 곡선 적합성을 검정한다. 상기 그래프와 로지스틱 곡선을 비교하여 p값이 0.05 이상인 경우, 즉, 로지스틱 적합성을 만족한 경우는 상기 그래프를 로지스틱 곡선으로 변환하여 마이크로어레이의 품질 결정 과정을 수행하게 된다. 상기 그래프와 로지스틱 곡선을 비교하여 p값이 0.05 이하인 경우, 즉, 로지스틱 적합성을 만족하지 못한 경우에는 상기 그래프 자체로 마이크로어레이의 품질 결정을 수행하게 된다.
실시예 2: 로지스틱 적합성을 만족한 경우의 마이크로어레이의 품질 결정 방법
실시예 1에서 상기 그래프화 단계로부터 생성되는 그래프가 로지스틱 적합성을 만족한 경우에는, 먼저 상기 로지스틱 곡선의 임의의 한 점으로부터 형성되는 접선을 나타내는 일차 함수식에서 y 절편의 값 β0 및 기울기 값 β1을 결정한다. 상기 일차 함수는 하기의 수학식 I로 나타낼 수 있다:
수학식 I
y = β1x + β0
상기 수학식에서, x는 품질 관리 프로브 핵산의 길이 값을 나타내고, y는 상기 올리고뉴클레오티드에 결합된 표지 신호의 강도의 수치를 1을 최대로 하는 로그값으로 변환한 값을 나타낸다.
도 2는 상기 로지스틱 적합성을 만족한 경우에 나타날 수 있는 로지스틱 곡선 그래프의 예시이다. 도 2에서 보는 바와 같이, 로지스틱 곡선 상의 임의의 점에 대한 접선을 나타내는 일차 함수식은 선택되는 임의의 점의 위치에 따라 다양한 값을 나타내게 된다.
제공된 마이크로어레이의 품질 결정에 사용되는 값은 상기 일차 함수식에서 기울기(즉, β1 값) 및 y절편(즉, β0 값)이다. 상기 β1 값과 β0 값을 얻고, 이를 하기 수학식 Ⅱ에 적용하여 계산된 m0 및 m1과 미리 정해 놓은 품질 결정 기준값을 비교하여 m1이 품질 결정 기준값(M1)보다 크고, m0가 품질 결정 기준값(M0)보다 작은 경우, 제공된 마이크로어레이는 우수한 품질로 판정할 수 있다. 본 실시예에서는 M0가 5.33 이상인 경우, M1이 0 초과 0.645 이하인 경우를 기준값으로 결정하였다. 또한, 서로 다른 마이크로어레이의 품질을 비교하는 경우, β0 값은 작을수록, β1 값은 클수록 품질이 더욱 우수한 것으로 판정할 수 있다.
한편, m1 값과 비교하는 품질 결정 기준값(M1) 및 m0 값과 비교하는 품질 결정 기준값(M0)은 하기 수학식 Ⅲ의 xt 및 xs값을 적용하여, 하기 수학식 Ⅳ에 의해 결정될 수 있다:
수학식 Ⅱ
m0 =(1.137(xt + xs)/(xs - xt))
m1 = -2β0/(xt + xs)
수학식 Ⅲ
xt = (-1.317-β0)/β1
xs = (1.317-β0)/β1
수학식 Ⅳ
M0 = (1.137(min.xt + min.xs)/(min.xs - min.xt))
M1 = -2β0/(min.xt + min.xs)
상기 수학식에서, min.xt 및 min.xs는 각각 xt 및 xs의 최소값을 나타낸다.
또한, 상기 수학식 Ⅱ로부터 얻은 xt 및 xs을 하기 수학식 Ⅴ에 적용하여 m2값 얻은 후, 이를 품질 결정 기준값(M2)과 비교하여 제공된 마이크로어레이의 품질을 결정할 수 있다. 즉, 상기 수학식 Ⅲ으로부터 얻은 xt 및 xs을 하기 수학식 Ⅴ에 적용하여 계산된 m2값이 품질 결정 기준값(M2)보다 그 값이 클수록 우수한 품질의 마이크로어레이로 판정할 수 있다. 본 실시예에서는 M2가 26.5 이상인 경우를 기준값으로 결정하였다.
한편, 상기 품질 결정 기준값 M2는 하기 수학식 Ⅵ에 의해 결정될 수 있다:
수학식 Ⅴ
m2= xt + xs
수학식 Ⅵ
M2= min.xt + min.xs
실시예 2에서 수행한 상기 마이크로어레이의 품질 결정 방법은 독립적으로, 또는 두 가지 방법을 조합하여 실시할 수 있다.
실시예 3: 로지스틱 적합성을 만족하지 못한 경우의 마이크로어레이의 품질 결정 방법
실시예 1에서 상기 그래프화 단계로부터 생성되는 그래프가 로지스틱 적합성을 만족하지 못한 경우에는, 상기 그래프 자체로 마이크로어레이의 품질 결정을 수행하게 된다.
도 3은 상기 로지스틱 적합성을 만족하지 못한 경우에 나타날 수 있는 그래프의 예시이다. 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 그래프의 분석은 상기 그래프에서 상기 표지 신호 강도의 최대값의 25%에 해당하는 품질 관리 프로브 핵산의 길이를 나타내는 값인 bp25% 및 상기 표지 신호 강도의 최대값의 75%에 해당하는 품질 관리 프로브 핵산의 길이를 나타내는 값인 bp75%를 먼저 결정하게 된다. 이후, 상기 bp25% 및 bp75%를 하기 수학식 Ⅶ에 적용하여 얻은 m3값과 품질 결정 기준값(M3)을 비교하여 제공된 마이크로어레이의 품질을 결정할 수 있다. 즉, 상기 bp25% 및 bp75%를 하기 수학식 Ⅶ에 적용하여 얻은 m3값이 품질 결정 기준값(M3)보다 클수록 우수한 품질의 마이크로어레이로 판정할 수 있다. 본 실시예에서는 M3가 3.25 이상인 경우를 기준값으로 결정하였다.
한편, 상기 품질 결정 기준값 M3는 상기 bp25 % 및 bp75 %를 하기 수학식 Ⅶ에 적용하여 얻은 m3값의 최소값으로 결정될 수 있다:
수학식 Ⅶ
m3= (bp25 % + bp75 %)/(bp75 % - bp25 %)
또한, 상기 그래프의 분석은 먼저, 상기 그래프에서 상기 품질 관리 프로브 핵산의 길이인 x의 최소값 및 최대값에 대한 상기 표지 신호 강도인 y의 적분값을 결정한 다음, 상기 적분값을 품질 결정 기준값(M4)과 비교하여 제공된 마이크로어레이의 품질을 결정할 수 있다. 즉, 상기 적분값이 품질 결정 기준값(M4)보다 작을수록 우수한 품질의 마이크로어레이로 판정할 수 있다. 본 실시예에서는 M4가 0.88 이하인 경우를 기준값으로 결정하였다.
한편, 상기 적분값에 의한 품질 결정 방법은 실시예 2에 개시된 로지스틱 곡선 그래프에도 적용할 수 있다.
실시예 3에서 수행한 상기 마이크로어레이의 품질 결정 방법은 독립적으로, 또는 두 가지 방법을 조합하여 실시할 수 있다.
상기 모든 실시예에서 사용된 품질 결정 기준값은 총 270회의 실험을 통해 결정된 것이다.
도 1은 하나 이상의 구체예에 따른 마이크로어레이의 품질 결정 방법을 도식적으로 나타낸 흐름도이다.
도 2는 품질 관리 프로브 핵산의 길이 x에 대한 표지 신호의 강도 y의 관계로 나타낸 그래프가 로지스틱 적합성을 만족하는 경우의 로지스틱 곡선 그래프의 일 구체예이다.
도 3은 품질 관리 프로브 핵산의 길이 x에 대한 표지 신호의 강도 y의 관계로 나타낸 그래프가 로지스틱 적합성을 만족하지 못한 경우에 나타날 수 있는 그래프의 일 구체예이다.

Claims (12)

  1. 3' 말단 또는 5' 말단을 통하여 기판상에 고정되어 있는 품질 관리 프로브 핵산을 포함하는 마이크로어레이를 제공하는 단계;
    상기 품질 관리 프로브 핵산과 상기 품질 관리 프로브 핵산에 상보적으로 결합할 수 있는 검출가능한 신호 물질로 표지된 올리고뉴클레오티드를 포함하는 시료를 혼성화시키는 단계;
    상기 혼성화된 올리고뉴클레오티드의 표지로부터 신호를 측정하여, 상기 품질 관리 프로브 핵산의 길이 x에 대한 표지 신호의 강도 y의 상관 관계를 얻는 단계; 및
    상기 상관 관계의 분석을 통해 선별 기준을 만족시키는 마이크로어레이를 선택하는 단계를 포함하는 마이크로어레이의 품질 결정 방법 방법으로서,
    상기 상관 관계의 분석은 상기 상관 관계로부터 도출되는 그래프의 로지스틱 곡선 적합성을 검정하여 p값이 0.05 이상인 경우, 상기 그래프를 로지스틱 곡선으로 변환하는 단계;
    상기 로지스틱 곡선의 임의의 한 점으로부터 형성되는 접선을 나타내는 일차 함수식에서 y절편의 값 β0 및 기울기 값 β1을 얻고, 이를 하기 수학식 Ⅱ에 적용하여 m0 및 m1을 결정하는 단계; 및
    상기 m0 및 m1을 하기 수학식 Ⅲ의 xt 및 xs값을 적용하여 하기 수학식 Ⅳ에 의해 결정되는 품질 결정 기준값 M0 및 M1과 비교하는 단계를 포함하는 것인 방법:
    수학식 Ⅱ
    m0 =(1.137(xt + xs)/(xs - xt))
    m1 = -2β0/(xt + xs)
    수학식 Ⅲ
    xt = (-1.317-β0)/β1
    xs = (1.317-β0)/β1
    수학식 Ⅳ
    M0 = (1.137(min.xt + min.xs)/(min.xs - min.xt))
    M1 = -2β0/(min.xt + min.xs)
    상기 수학식에서, min.xt 및 min.xs는 각각 xt 및 xs의 최소값을 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 올리고뉴클리오티드는 2 내지 100개의 염기를 포함하는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 신호 물질은 형광성 물질 또는 방사선 물질로 이루어진 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 혼성화시키는 단계 이후 혼성화되지 않은 시료를 제거 하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 품질 결정 기준값 M0은 5 이상의 값을 갖고, 상기 품질 결정 기준값 M1은 0 초과 0.7 이하의 값을 갖는 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 상관 관계의 분석은 상기 상관 관계로부터 도출되는 그래프의 로지스틱 곡선 적합성을 검정하여 p값이 0.05 이상인 경우, 상기 그래프를 로지스틱 곡선으로 변환하는 단계;
    상기 로지스틱 곡선의 임의의 한 점으로부터 형성되는 접선을 나타내는 일차 함수식에서 y절편의 값 β0 및 기울기 값 β1을 얻고, 이를 하기 수학식 Ⅲ에 적용하여 xt 및 xs을 얻는 단계;
    상기 xt 및 xs을 하기 수학식 Ⅴ에 적용하여 m2값을 얻는 단계; 및
    상기 m2를 하기 수학식 Ⅲ의 xt 및 xs값을 적용하여 하기 수학식 Ⅵ에 의해 결정되는 품질 결정 기준값 M2와 비교하는 단계를 포함하는 것인 방법:
    수학식 Ⅲ
    xt=(-1.317-β0)/β1
    xs=(1.317-β0)/β1
    수학식 Ⅴ
    m2= xt + xs
    수학식 Ⅵ
    M2= min.xt + min.xs
    상기 수학식에서, min.xt 및 min.xs는 각각 xt 및 xs의 최소값을 나타낸다.
  8. 제7항에 있어서, 상기 품질 결정 기준값 M2는 25 이상의 값을 갖는 것인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 상관 관계의 분석은 상기 상관 관계로부터 도출되는 그래프의 로지스틱 곡선 적합성을 검정하여 적합성을 만족하지 못하는 경우, 상기 상관 관계로부터 도출되는 그래프에서 상기 표지 신호 강도의 최대값의 25%에 해당하는 품질 관리 프로브 핵산의 길이를 나타내는 값인 bp25% 및 상기 표지 신호 강도의 최대값의 75%에 해당하는 품질 관리 프로브 핵산의 길이를 나타내는 값인 bp75%를 결정하는 단계;
    상기 bp25% 및 bp75%를 하기 수학식 Ⅶ에 적용하여 m3값을 얻는 단계; 및
    상기 m3값을 상기 m3값의 최소값인 품질 결정 기준값 M3와 비교하는 단계를 포함하는 것인 방법:
    수학식 Ⅶ
    m3= (bp25% + bp75%)/(bp75% - bp25%)
  10. 제9항에 있어서, 상기 품질 결정 기준값 M3는 3 이상의 값을 갖는 것인 방법.
  11. 제1, 7 및 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상관 관계의 분석은 상기 상관 관계로부터 도출되는 상기 그래프에서 상기 품질 관리 프로브 핵산의 길이인 x의 최소값 및 최대값에 대한 상기 표지 신호 강도인 y의 적분값을 결정하는 단계; 및
    상기 적분값을 품질 결정 기준값 M4와 비교하는 단계를 더 포함하고, 상기 품질 결정 기준값 M4는 1 이하의 값을 갖는 것인 방법.
  12. 삭제
KR1020090103558A 2009-10-29 2009-10-29 마이크로어레이의 품질 결정 방법 KR101657688B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090103558A KR101657688B1 (ko) 2009-10-29 2009-10-29 마이크로어레이의 품질 결정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090103558A KR101657688B1 (ko) 2009-10-29 2009-10-29 마이크로어레이의 품질 결정 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110046865A KR20110046865A (ko) 2011-05-06
KR101657688B1 true KR101657688B1 (ko) 2016-09-22

Family

ID=44238240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090103558A KR101657688B1 (ko) 2009-10-29 2009-10-29 마이크로어레이의 품질 결정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101657688B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10006919B2 (en) 2013-03-15 2018-06-26 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Peptide array quality control

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030186310A1 (en) 2000-10-26 2003-10-02 Kincaid Robert H. Apparatus and methods of detecting features on a microarray

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100650162B1 (ko) * 2003-08-05 2006-11-27 주식회사 진인 품질 관리 프로브 및 음성 조절 프로브를 함유하는 약제내성 ｂ형 간염 바이러스 검출용 마이크로어레이 및 이를이용한 약제 내성 ｂ형 간염 바이러스의 검출 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030186310A1 (en) 2000-10-26 2003-10-02 Kincaid Robert H. Apparatus and methods of detecting features on a microarray

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MAQC Consortium, Nat Biotechnol, Vol.24(9), pp.1151-1161, (2006. 9. 8.)
Microarray Quality Control", Wei Zhang et al., (John Wiley & Sons 출판, 2005; ISBN 0471726249, 9780471726241) 중 pp.24-26*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110046865A (ko) 2011-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7517979B2 (en) Multidentate arrays
JP5032304B2 (ja) 染色体異常の検出
JP4436672B2 (ja) 電気泳動分析のための内部較正標準
CN104039978A (zh) 水解探针
EP2735618B1 (en) Nucleic acid analysis method
US20030152931A1 (en) Nucleic acid detection device and method utilizing the same
KR101657688B1 (ko) 마이크로어레이의 품질 결정 방법
EP1180549B1 (en) Method of measuring polymorphism
US8990059B2 (en) Analyzing tool for amplification reactions
KR20070086080A (ko) 유전자 발현량 규격화 방법, 프로그램 및 시스템
Galvin et al. Microarray analysis in cystic fibrosis
US6830886B1 (en) Supports for the parallel identification and transcription profiling of polynucleic acids
CN1392269A (zh) 一种基因芯片的纳米金标记银染检测法
JP3975663B2 (ja) 遺伝子多型解析方法
US20050255466A1 (en) Method and system for determining absolute mrna quantities
JP4009311B2 (ja) 核酸アレイにおけるプローブ搭載位置の確認方法
WO2011127042A1 (en) High capacity analyte detection
Lin et al. Automatic analysis for biochip based on macromolecular compound material
CN115831367A (zh) 一种妊娠期并发症风险预测模型及其应用
WO2002077288A1 (en) Methods for identifying nucleic acid molecules of interest for use in hybridization arrays
KR20110097497A (ko) 전자파 노출을 진단하기 위한 마커 및 이를 포함하는 키트
EP1856284B1 (en) Microarray with temperature specific controls
JPWO2005001125A1 (ja) 核酸の変異及び多型の判定方法
Nagel et al. Integrated THz biomolecular sensors for DNA
Calistri Clinical Applications

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190902

Year of fee payment: 4