文档介绍：基因芯片实验设计的影响因素
基因芯片对于同时研究成千上万的基因表达是一个强有力的技术，这种新技术在生物学、农学、医学等都有重要的应用，但严谨的实验设计是充分发挥基因芯片技术优势的基础［1］。基因芯片实验同其它实验设计一样需要考虑因素与水平利的，不同基因的表达量在样本混合后将起到平均的作用，缺点是混合样本掩盖了生物的多样性。
平衡区组设计(balancedblockdesign)
平衡设计多用于二组样本之间的比较，首先对两组样本进行任意配对，用红色、绿色染料交替标记二组检测样本，如图3，A1、A2、A3、A4分别标记为红色、绿色、红色、绿色。B1、B2、B3、B4则分别标记为绿色、红色、绿色、红色。芯片数目是参照设计的一半。其缺点是如果二组之间样本不相等或者比较的样本超过二组，则必须进行复杂的修改。如果研究者想进行诸如聚类等分类，芯片引入了人为的相关性因素可能会影响聚类分析的结果。以肿瘤和正常组织比较为
例，如果我们不考虑正常组织之间的差异，则平衡设计是研究正常组织与肿瘤组织之间差异的好方法。（1oopdesign）
环形设计要求每一个样本都标记二种颜色（红色、绿色），并分别与另外二个样本杂交（图4）,它要求和参照设计同样的芯片数目。如果芯片数目固定，则环形设计就不如平衡设计效率高；但是如果只有二组样本时，则比参照设计效率高。环形设计不适合于聚类分析，而且由于实验技术的原因导致某些芯片数据的不可靠就会打断环形，寻找合适的统计方法就变得非常困难，所以一般尽量不选用环形设计。
1^1河样本基因表达水平的比较
A应搂比较B側接比较
B4
A4
红色红色
绿色
绿色参照设计、平衡设计和环形设计都能够提供客观的差异基因表达，但是它们的效率不是一样的，实验设计的有效率是与统计的要求的精度是相关的［11］。实验设计的选择依赖于样本的数目和芯片的数量，比如只能负担
20张芯片，应当如何设计芯片实验；如果只有12个样本，又应当怎样设计芯片实验
图我坏形设计
A1
01
A2
02
B1
A?
B2
?Dobbin
和Simon[12]对于三种实验设计进行了比较，认为当基因芯片实验次数是固定时，平衡设计比参照设计和环形设计更有效；当样本是有限时参照设计优于环形设计和平衡设计。
时间序贯设计(timecourseexperimentdesign)时间进程设计是以时间点的比较为基础，Yang和Speed[13]对单因素时间进程设计如图5所示：设计I使用T1作为共同参照，设计II引入了连续时间点的杂交，当研究目的是观察1、T2、T3和T4之间的差异时，设计I是较好的。假如要更T细微地观察一个时间点与另一个时间点的差异，则设计
II将更好；设计III是一个共同参照方法；设计W相似设计I使用T1作为共同参照，并额外增加了T2和T3之间的比较；设
V是环形设计；设计VI是直接与间接的混合应用，这比其计它设计更精密。设计V与设计VI的选择取决于比较兴趣。如
果对连续时间点的比较比2个时间点的比较更有兴趣，则设V更好。时间序贯的多因素的时间进程则应该参照多因素
设计I-T1作为参照
Ti——皿——►Tj——E设计H-
Ti―►T2—►T