Fluidigm


BioMark™ HD 基因分析系统
| C1™单细胞自动制备系统 | Access Array特定基因区段捕获系统

        Access Array特定基因区段捕获系统是第一个可以和目前所有主要的第二代测序系统相匹配的高通量目标区段富集系统。用户可以从大量的样品中一次性地富集数百个不同的区段序列(例如外显子)。这个系统充分结合了微流体技术的成本和通量优势以及PCR的高效性及灵活性。
       Access Array特定基因区段捕获系统包括一个热循环PCR仪和两个AX微流体芯片控制仪,一个用于PCR前上样,另一个用于PCR后回收扩增产物。

制备测序文库
        不论你采用哪种测序仪进行目标测序都需要制备测序文库,这种文库中的分子需要在目标区段的两端接上用来克隆扩增或测序的接头序列。由于PCR的特异性和灵敏性的特点,它被用在各种用来生成扩增子(amplicon)文库的方法中。所有这些方法制备扩增文库都很容易遇到一个瓶颈,这是因为传统的方法制备文库对样品及引物对的数目增加有很大限制。捕获芯片可以完成用其他方法无法想象的样品量的目标序列重测序。

可放大性
        捕获芯片系统由于使用模块设计和简单工作流程,所以具有很高的可放大性。一个捕获芯片制备的测序文库可以很理想的在不同的桌面型的小型二代测序仪上进行一次完整实验,而多个芯片制备的文库可以集成到一起来满足最大型的二代测序仪的通量。

目标序列重测序的简化
捕获芯片系统可以进行最高质量的高通量目标重测序同时还能减少实验材料:

  • 每个样品只需要50纳克的基因组DNA,而石蜡包埋的组织样品也有专门的操作流程。
  • 样品和引物在芯片上自动混合,减少了移液步骤和手工操作,避免移液错误。
  • PCR反应体积是有微流体芯片的设计结构统一控制,保证PCR反应之间及不同实验之间的高度一致性。
  • 捕获芯片的条形码文库包含测序系统所需的特定接头序列,提供384个独特的10碱基条形码。
  • 引物和PCR条件具有减少引物二聚体的设计并保证不同PCR扩增子之间的均一性。

        在扩增子标记的实验流程中,设计的引物保证每个PCR产物带有样品特异的条形码序列和测序平台特定的标签序列。条形码序列使多达384个样品可以合并到一起在一个多重测序反应中一起测序。

        Fluidigm用于Illumina测序平台的4-引物标记实验流程显示如右图。如果需要在其他第二代测序平台上使用这个实验流程,只需简单地将Illumina特定的接头序列换成你所用的测序平台相匹配的接头序列即可。其他测序平台所用的条形码可以加到产物两头的接头序列上。

引物扩增子标记
        尽管Fluidigm公司的捕获芯片可以用于几乎所有基于PCR的样品富集方法,但最理想的还是用Fluidigm的4-引物扩增子标记流程和试剂来制备可用于所有第二代测序平台的扩增子文库。在4-引物扩增子的标记中,在目标序列特定的引物的5撇端加上的引物标签序列和测序接头序列是通用的,这样用户只需设计和验证目标特异引物而不需要考虑测序平台的种类及检测样品所需的多重程度。条形码序列寡核苷酸都带有通用序列接头,是4-引物扩增子标记流程的通用试剂,它们可以和任何目标基因特异的引物一起使用,这样就大大减少了进行多个目标重测序实验所需的独特寡核苷酸的数量。

富集序列的均一性
        捕获芯片提供高质量的数据,使得多个目标和多个样品之间的序列在测序文库中据有很好的均一性,这样才能达到二代测序的使用最大化。下图中显示了从48个基因组DNA样品中用48对不同的序列特异的引物对在捕获芯片上产生的2304个扩增子的数量分布情况。大于95%的扩增子的数量平均都在2倍范围内。测序文库中的产生的扩增子越均一,所获得的测序读数在所有样品中的分布就越平均,而测序花费的时间和经费才会越少。

48个不同的基因组DNA产生的48个不同的扩增子的序列均一性

多重PCR以提高测序涵盖率
        每个样品可富集的序列数量可以利用多重PCR来放大。一个样品利用单重PCR可以富集48对引物扩增的序列,如果利用10重PCR这可以增加到富集480对引物扩增的序列。为捕获芯片而开发的独特的实验流程和集合微流体芯片可以防止10重PCR可能带来的序列均一性在数据质量上的损失。

从一个单一的48.48捕获芯片制备的48个10重扩增子库而产生的480个癌症特异外显子的涵盖率

使第二代测序的目标重测序的承诺变成现实

捕获芯片目标特异引物
        捕获芯片的目标特异引物可以让您充分利用捕获芯片系统,使用最少的实验准备时间但获得有力的结果。捕获芯片提供快速、简单、便宜的方法制备直接可以测序的文库,帮助您达到您的第二代测序的目标。

        不像其他预先模块化的捕获技术,捕获芯片目标特异引物是根据您的要求特别设计的。使用捕获芯片,这些引物可以制备48个不同样品的高达480个不同的扩增子。您只需要提供您感兴趣的人类基因组的区段,我们将设计引物系列用来扩增标记测序用的PCR产物。我们提供:

  • 96孔板装有集成的正向和反向引物
  • 电子表格提供扩增子及引物序列
  • 连接加州大学圣克鲁斯分校(UCSC)基因组浏览器,显示图像定位的扩增子位置
  • 提供电子版实验流程

捕获微流体集成芯片
        捕获微流体集成芯片是一种Fluidigm公司的微流体集成芯片专利产品,它可以让研究人员进行纳米体积的高通量PCR。每一个微流体反应腔可以容纳多达10种不同的扩增子,使得一个单独PCR试验可以在48个样品富集多达480个扩增子。

48.48捕获微流体集成芯片

高通量—一次性同时从48个样品中富集感兴趣的区段。如果使用捕获芯片条形码文库,多达384个独立标记的样品可以混合在一起进行一次多重测序,不需要制备额外的测序文库。
使用简便—只需要5步手工操作和4个小时就可以用基因组DNA制备48个直接可以测序的文库或合并成一个文库。
开放式平台—兼容所有基于PCR方法的富集技术,包括扩增子标记、长片段PCR和多重PCR。制备的测序文库可以用于所有的第二代测序平台比如454和Illumina系统,也可以用于将要上市的第三代测序仪。
数据质量—卓越的样品和扩增子均一性可以获得高质量的数据和高效的数据分析。

简易的工作流程
        整个目标富集试验从基因组DNA到完成扩增子文库只需要5步人工操作、4个小时、以及很少的手工操作时间即可完成。

全部实验的5步操作

5步手工步骤即可制备48个可直接测序的文库
  1. 将样品和引物加到48.48捕获芯片上,该芯片是装在SBS格式的支架上,便于使用8-孔移液排枪或加样机械手进行上样。
  2. 在前-PCR微流体芯片AX控制仪中,样品和引物可以自动的混合到一起配成2304个独立的PCR反应。
  3. 将芯片放在FC1循环仪上进行目标的PCR扩增。
  4. PCR之后,所得产物在后-PCR微流体AX控制仪中自动的按样品富集到一起,并被泵出到加样孔中便于回收。
  5. 用多孔排枪来收集48个扩增的标记过的产物。

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