现在写表达谱芯片分析教程，就像是落后了几个时代一样。但是 GEO 等数据库包含了大量的芯片表达数据，工作时也难免需要挖掘这些数据，相信这系列教程还是能帮助到人的。
本教程包含四篇文章，第一篇是本文主要介绍芯片技术；第二第三篇是分析案例；第四篇补充额外内容。
芯片技术介绍
微阵列芯片（Microarray）是在玻璃芯片上将 DNA 探针固定在特定位置，每个固定有 DNA 探针的地方称为 Spot. 芯片上按顺序排列有成千上万的 Spot. 他们能与特定的 DNA 序列结合，最后用仪器激发荧光扫描成像，成像后用特定软件分析得到基因的表达。
以 mRNA 研究为例，将 mRNA 逆转录成 cDNA 并用荧光染料标记，这些 cDNA 与芯片 Spot 上的探针结合后被扫描成荧光图像，经过一系列的数据处理得到 mRNA 表达水平等数据进行下游分析。
单/双色芯片
在单色芯片实验中，每个芯片用一种颜色荧光标记样品；而双色芯片用 2 种荧光标记样品，分别是 Cy3(570nm) 和 Cy5(670nm).标记后与芯片的探针结合，再扫描荧光信号。
下图是一张双色荧光通道的扫描图像，可见实际的成像是有非常多瑕疵的，这也是实验误差来源之一。
1 号 Spot 形状不规则；4 号曝光过饱和；2 号不均一
下图是双色荧光和单色荧光芯片的图像对比。
单双色对比图
双色荧光实验设计
双色荧光实验有比较多的实验设计方案，在处理 GEO 数据时需要先搞清楚作者的实验设计，分析数据时据此设计 design matrix.
简单的实验设计如下，其中 C 表示 Control 样本；T 表示 Treatment 样本；M 表示男性；F 表示女性。箭头表示采用的荧光标记情况。a 和 b 的区别是 a 每个比较有 2 份，比如说 CM1 + TM1 的比较，分别做了 CM1 标记红色和绿色及 TM1 标记绿色和红色，因此能消除荧光信号不平衡的误差（等于说有技术重复）。而 b 图设计等于说有生物学重复的实验。a 图的设计称为 "dye swaps", 这是很常见的一种实验设计。
双色实验设计
另一种实验设计是有参考样品的设计。所有的样品有相同的参考样品标记相同的荧光。
参考样品实验设计
更多复杂的实验设计不做介绍了。
参考资料
An Introduction to Microarray Data Analysis
Knapen, Dries, et al. "Best practices for hybridization design in two-colour microarray analysis." Trends in biotechnology 27.7 (2009): 406-414.
Saei, Amir Ata, and Yadollah Omidi. "A glance at DNA microarray technology and applications." BioImpacts: Bi 1.2 (2011): 75.
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