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SmartChip Real-Time PCR System
  灵活自由、高通量的荧光定量PCR系统

       发现和使用抗生素,是二十世纪医疗研究领域两项重要突破。通过使用抗生素,人类发病率和死亡率得到了显著降低。同时,在医疗领域之外的农业领域,抗生素也得到了广泛应用,对帮助牲畜预防疾病、促进生长,提高农产品产量,发挥了重要作用。
细菌抗生素抗性获得问题,是近年来抗生素相关研究领域中一个热点问题。抗生素滥用导致一些长期接触抗生素的细菌株系开始表达抗生素抗性基因(ARGs)。对人类健康产生威胁,造成极大的安全隐患。

       抗生素抗性基因研究中,高通量技术发挥了重要作用。通过高通量测序可以发现潜在抗性基因及与抗性基因转移相关的元件;而监测抗性基因的丰度与分布等情况,高通量实时荧光定量PCR技术无疑是当前首选的有力工具。

为何高通量如此重要?
       抗生素抗性基因研究中,通常需要对多个样品、上百种抗性基因及相关元件进行定量分析,传统的96、384通量覆盖程度有限。同时,通过测序技术不断发现的新抗性基因也在挑战着传统荧光定量PCR的通量极限。

        SmartChip Real-Time PCR System作为高通量荧光定量PCR仪的代表之一。通过自动化微量液体操作和微孔芯片技术的结合,在一次实验中可以灵活高效地完成上千个荧光定量PCR反应,在抗生素抗性基因研究领域发挥了自己强大的作用。


SmartChip系统荧光定量PCR实验流程示意图

高通量
       SmartChip系统通过MyDesign芯片进行高通量荧光定量PCR反应。MyDesign芯片表面按72×72的方式排布了5,184个纳升体积的微孔。通过SmartChip液体分注平台,在微孔中构建100 nL荧光定量PCR反应体系,试剂用量十分节约。通量高了,试剂消耗还少了,您没看错!


MyDesign芯片

实验设计自由、灵活
       MyDesign芯片是完全空白的芯片。荧光定量PCR反应的模板、引物、试剂均通过SmartChip液体分注平台添加。无需委托第三方定制芯片,完全自主式的实验设计。
       以72种检测引物(Assay),72个样品(Sample),一次重复为例:
       准备384-方孔板2个,按下列布局方式分别添加72种检测引物,72个待检测样品。


384-方孔板


AY: Assay,检测引物布局;S:Sample,样品布局

       体系构建、荧光定量PCR反应全部由SmartChip系统来完成。
液体分注平台:体系构建 SmartChip Cycler:荧光定量PCR反应

SmartChip系统准备了14种检测引物与样品的通量组合方案。总有一款适合您!

表一 Assay和Sample布局方案

Assay Sample Assay Sample
12 384 96 54
24 216 120 42
36 144 144 36
48 108 216 24
54 96 248 20
72 72 296 16
80 64 384 12

       目前,SmartChip系统检测的抗生素抗性相关基因384种,涉及土壤、水源、沉淀(沉积)物、粪便、污泥等多种样品类型。与高通量测序技术一起,成为抗生素抗性基因研究领域第一梯队的重要成员。

表二 SmartChip系统检测过的抗生素抗性相关基因


抗生素抗性相关基因 检测引物数量
Tetracycline(四环素) 30
Trimethoprim(甲氧苄啶) 19
Vancomycin(万古霉素) 22
Aminoglycoside(氨基糖苷类抗生素) 60
Amphenicol(酰胺醇类抗生素) 19
Beta-lactamase(β-内酰胺酶) 56
Fluoroquinolone(氟喹诺酮) 11
Sulfonamide(磺酰胺) 7
Mobile genetic elements(移动基因元件) 52
Multidrug resistance(多重耐药性) 48

数据来自Takara Bio USA, Inc.网站

       抗生素抗性基因研究与人类健康息息相关。SmartChip荧光定量PCR系统将凭借自己灵活自由、高通量的本领和科研人员共同迎接更多挑战!

【参考文献】
Gao J F, Liu X H, et al. Effects of triclosan on performance, microbial community and antibiotic resistance genes during partial denitrification in a sequencing moving bed biofilm reactor[J]. Bioresour. Technol. 281: 326–334 (2019)

Ding J, Zhu D, et al. Long-term application of organic fertilization causes the accumulation of antibiotic resistome in earthworm gut microbiota[J]. Environ. Int. 124: 145-152 (2019)

Zhu Y G, et al. Continental-scale Pollution of Estuaries with Antibiotic Resistance Genes. Nat. Microbiol. 2: 16270 (2017)
Wang F, Stedtfeld R D, Kim O S, et al. Influence of soil characteristics and proximity to antarctic research stations on abundance of antibiotic resistance genes in soils[J]. Environ. Sci. Technol. 50: 12621-12629 (2016)

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