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二代测序核酸质控篇 -- Labchip GX Touch 微流控芯片金标准!

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 在高通量二代测序(NGS)实验操作过程中,文库构建是必不可少的步骤,文库构建的质量直接影响后续测序结果可靠性与准确性,所以,文库构建后的质控就显得非常重要,目前PerkinElmer公司的Labchip GX系列生物分子分析仪(图1,又名全自动微流控电泳系统)因其具有通量高、重复性好、操作简便以及使用成本低的优势,而成为了全球主流二代测序公司推荐的文库构建质控设备,在Illumina公司的官方网站上,Labchip GX是主要推荐的型号。

图1. LabChip GX Touch,“芯片上的实验室”代替传统的电泳实验室

(一)LabChip Touch 电泳的工作原理

LabChip 电泳在小型微流体芯片上进行(图 2)。在分析前,将试剂装载到芯片的各个孔中。这些孔与蚀刻有微小通道的石英片基相连,每个微通道仅有人的发丝粗细。

将芯片装载入 LabChip GX Touch 系统后,芯片孔与铂电极接触,由铂电极提供电压和电流控制。系统机械臂将微孔板上的样品孔直接移动到芯片的毛细管“吸管”下方,约 150 nL 样品被抽吸到芯片上。样品染色和脱色由系统平台自动完成。待分析样品逐一被电泳分离,样品条带被激光诱导的荧光检测。通过 ladder 及内标确定各条带的大小和浓度。在各样品分析之间清洗吸管,从而消除了交叉污染或残留。

图2:用于基因组学应用的Labchip

(二)LabChip Touch 的特点

Labchip GX 触屏简化了样品分析

LabChip® GX Touch 微流体技术简化了平板电泳的诸多人工步骤,采用便捷的触摸屏界面,即使是临时用户都可很快上手,方便准备和运行样品。LabChip GX Touch 软件能够通过最少量的人工选择运行实验。数据查看软件模块可帮助科学家从远离实验室的工作区查看已完成的样品。软件的使用许可证无数量限制,同事之间可共享数据,使得项目合作变得简单而直接。

 量化评价 RNA 和 DNA 样品完整性,确保只有最佳的样品用于下游分析检测

     Labchip GX Touch 自动完成DNA和RNA样品分析和测序前的QC。通过电泳分离,为新一代测序样品制备及时提供核酸大小、浓度数据及样品质量的定性分析。

(三)LabChip Touch 的应用

快速分析RNA

系统可以分析大小在 100 至 6,000 个核苷酸范围的 RNA样品。LabChip Touch 平台提供了易于理解的 RNA 浓度以及核糖体RNA的比例,与 RNA 质量评分共同用作完整性评价指标(图 3)。RNA 质量评分 (RQS) 是对样品的质量和完整性的量化评价,可预测下游基因表达实验(如芯片分析或实时 PCR等)的成功几率。系统自动计算各项数据指标诸如峰高、峰面积、浓度等,并将其储存为文本文件和表格等电子化数据。这些参数组合被用于确定 RQS 值。经验证,RQS 与 Agilent®RIN(RNA 完整性指数)密切相关并遵循相同的 0 - 10 量化评级。

图 3. RNA 电泳图谱,其中展示 18S 和 28S 峰

DNA 样品降解评分

尽管核酸浓度和纯度的定量测量已得到广泛应用并已扩展到对大量样品进行分析,但对核酸大小和降解程度的检测仍然使用琼脂糖凝胶电泳分离 DNA,以及通过溴化乙锭或其他嵌入染料进行观察的方法,需要许多人工操作并有一定技巧要求。

为 LabChip GX Touch 系统开发的基因组 DNA 实验创新性的引入了基因组 DNA 质量评分(GQS),替代传统的凝胶电泳。所提供的电子数据,兼容实验室信息管理系统、可以轻松归档和分发。LabChip GX gDNA 实验的重复性、自动化及通量克服了基于凝胶的方法分析样品大小和评估降解程度的种种局限。在 30 - 60 秒内快速描述 25 - 12000 bp 的 DNA 样品的指征(对于 gDNA 完整性检测上限可达 40000 bp),节约用于大小及定量分析的时间和宝贵资源(图 4、5)。

图 4. DNA 电泳图谱及对应的虚拟胶图

图5:以电泳图谱展示的基因组DNA质量评估(GQS)图

(四)用于定量分析检测降解RNA样品的实例

RNA 质量通过以下指标评价评估:

• 28S/18S 高度比                                   • Fast Area 占比

• 28S/18S 面积比                                   • 检测到的 28S 片段

• 总面积中 28S 的占比                            • 检测到的 18S 片段

• 总面积中 18S 的占比

图6:从上至下显示 RNA 样品的降解过程,强制性的对完整的 RNA 通过加热一系列指定时间使之降解,以展示样品的降解过程。

(五)PE labchip 微流体芯片技术的优势

◆  同一平台,实现:  

从起始样品(gDNA、Total RNA)到ready-to-use library的全面质控

常规(ng级)及痕量(pg级)灵敏度的QC

提供RNA完整性指数(RQS)及基因组DNA完整性指数(GQS)

◆  更低的运行成本:芯片可重复使用,且批处理通量灵活无浪费

◆  更好的数据质量:自动上样 = 避免手动点样误差 = 更准确的定量

◆  两个型号分别适用于中低通量及中高/超高通量NGS实验室:

LabChip GX Touch 24:1-24+/天

LabChip GX Touch HT: 1-384+/天

 

更多信息,请访问:www.perkinelmer.com/labchip

 

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