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PerkinElmer NGS解决方案助力新冠病毒的测序研究
点击次数:381 发布日期:2020-2-19  来源:本站 本站原创,转载请注明出处
PerkinElmer NGS整体解决方案助力新冠病毒的测序研究
 
2019年底新型冠状病毒引发的肺炎疫情在武汉出现,并向全国乃至全球蔓延。世界卫生组织将这个新型冠状病毒暂时命名为“2019-nCoV”。冠状病毒是一个大型病毒家族,已知如中东呼吸综合征(MERS)和严重急性呼吸综合征(SARS)是2种高致病性冠状病毒。冠状病毒是具外套膜的正链单股RNA病毒,其特点是可以以自身为模板,指导合成病毒相关蛋白质。病毒进入宿主细胞后,首先以病毒RNA为模板表达RNA聚合酶,随后RNA聚合酶完成负链RNA的转录合成、各种结构蛋白mRNA的合成,以及病毒基因组RNA的复制。新型冠状病毒是以前从未在人体中发现的冠状病毒新毒株。随着全球监测和研究工作的深入,可能会发现更多种类的冠状病毒。
 
通过高通量NGS测序可以协助病毒溯源,监控病毒变异,掌握病毒的发展方向,也可以为抗病毒药物研发提供科学依据。为了弄清新型冠状病毒的起源,中国研究人员对9例住院患者的样本进行高通量测序,获得了完整和部分的2019-nCoV基因组序列。他们发现,这种新型冠状病毒在遗传学上与SARS和MERS冠状病毒不同,但与两种蝙蝠来源的冠状病毒密切相关。新病毒可能是最近才出现的,并采用与SARS相同的分子通道进入人体[1]。
 
珀金埃尔默具有完整的NGS解决方案,产品涵盖样品收集、核酸提取、核酸质控、NGS自动化文库构建工作站及NGS建库试剂等几个方面。利用珀金埃尔默公司的NGS产品,可以实现从样品收集、提取、NGS建库及文库质控的全流程解决方案。
 
PerkinElmer NGS全流程解决方案
 

 
1、病毒RNA提取:Chemagen自动化核酸提取方案
 
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2、病毒RNA质控及NGS文库质控:Labchip GX Touch
 
病毒RNA质控:由于不同样品之间病毒含量差异较大,不少样品病毒量稀少,在NGS文库构建需要进行RNA质控,了解RNA的提取质量情况对下游实验及数据分析等都有非常重要的意义。
 

 
我们创新的LabChip® GX Touch微流体技术提供了无与伦比的电泳分离效果。LabChip® RNA分析为大小介于100 至6000个核苷酸之间的RNA样品提供了一种快速简易的定量方法。利用RNA检测实验分析RNA样品,通过自动化步骤来进行样品定量和完整性分析,可以节省时间和金钱。LabChip的RNA分析能够为用户提供RNA浓度,以及核糖体RNA比值作为完整性检测的指标。RQS为一个介于0和10之间的质量评分,其中“10”表示样品完好无损。RQS与其它商业指标的相关度极好。
 

图示: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。
 
NGS文库质控:构建好的NGS文库,可以利用NGS 3K试剂盒进行NGS文库的质控。LabChip DNA NGS 3K实验能够提供最灵敏的浓度检测范围(起始样品浓度5-500pg/μL),已远远超过其他的DNA荧光标记技术。无论是何种应用,LabChip DNA NGS 3K检测都只需要很低的样本量。这个实验尤其适合有稀缺文库样本的质控。
 

图示:DNA NGS 3K实验可达成的灵敏度。同一NGS文库样本进行6次3倍系列稀释,实验结果展示了LabChip DNA NGS 3K的灵敏度及检测下限。数据结果由LabChip GX Touch仪器生成。
 
除了以上RNA质控及高灵敏度的NGS 3k芯片试剂,Labchip可以在同一个平台上完成高灵敏度DNA/RNA样品分析、弥散性DNA样本分析, 以及RNA和基因组DNA样本的完整性分析,且每个样品耗时可低至28秒。本系统既有最大批处理能力为24个样品、帮助节约时间和试剂用量的型号LabChip GX Touch 24,又有适用于高通量实验室的型号LabChip GX Touch HT,可达成384的处理能力。您可根据具体的应用选择适合的数据输出:电泳峰图、虚拟胶图或数据表格。
 
3、NGS建库自动化方案:自动化文库构建工作站
 
NGS建库流程复杂,对液体处理精准度要求高,利用自动化工作站进行NGS文库构建,具有流程标准化、样品之间重复性好,精准度好,通量高等特点。根据通量大小、自动化程度的不同,珀金埃尔默提供了多款自动化NGS文库工作站供选择。
 

 
Sciclone G3 NGSx iQ高通量自动化建库工作站,通过整合协同工作, 自动化程度获得极大提高: 一个Twister III五维机器人手臂、可存放27盒枪头的储板栈、高通量精准移液的Sciclone G3 NGSx文库制备工作站、内嵌桌面式Inheco ODTC热循环仪、直观图示化的用户界面、经PKI 专业开发验证、兼容不同品牌供应商建库试剂盒的NGS自动化建库程序,确保高质量的DNA或RNA的NGS文库构建。大量已经 验证的NGS建库程序,确保NGS文库的快速制备。使用这套无人值守自动化建库系统,您可以空出更多时间去做更具智力挑战性的工作,分析实验数据、设计您的下一个实验方案等。
 

 
Sciclone G3 NGSx iQ HT 高通量自动化建库工作站,基于Sciclone G3 NGSx iQ工作站做进一步升级,配备384通道移液头,内置抓扳手及外置Twister III五维机器人手臂、内嵌桌面式Inheco ODTC热循环仪。是目前市场上唯一 一款提供从核酸到文库的微型化、标准化、测试应用的仪器。反应的微型化节约了宝贵的试剂,并允许研究人员以相同的成本运行更多的样品。
 

 
Sciclone® G3 NGSx工作站是我们的高通量解决方案,适用于文库制备、序列捕获及样品归一化。该系统每周可制备多达480个文库或192个外显子组捕获文库,且灵活性极强,每轮能处理8到96个样品。此外,Sciclone® G3 NGSx工作站的全封闭平台设计,可使交叉污染降至更低水平。该系统在针对前PCR工作流程设计优化之余,同样适用于后PCR工作流程。
 

 
Zephyr® G3 NGS工作站是一个简单易用的文库制备系统,经过专门的设计和预编程,可应对新一代测序样品制备工作流程中的后PCR步骤――磁珠纯化、qPCR体系构建、样品归一化、样品混合(多重)实验。同时也是追求性价比的中通量实验室的前PCR建库系统的好选择。
 

 
JANUS G3 NGS Express(PLUS)工作站配备直观的文库制备应用界面,可实现片段化文库、扩增子、靶向捕获等文库制备及样品归一化。它是中低通量台式测序系统的完美补充。
 
4、NGS建库试剂:NextFlex 文库构建试剂盒
 
新型冠状病毒是具外套膜的正链单股RNA病毒,利用NextFlex Directional RNA-seq kit 2.0 可以构建链特异性RNA文库,通过对病毒的测序来进行病毒变异、宿主溯源等深入研究。
 

 
珀金埃尔默提供了行业领先的二代测序文库构建试剂产品组合,包含DNA、RNA、Small建库试剂,扩增子/探针杂交捕获试剂以及建库流程中使用到的接头和纯化磁珠。同时珀金埃尔默提供相应的自动化试剂盒包装,可以直接应用于珀金埃尔默的NGS自动化文库构建工作站。
 
以上珀金埃尔默提供的NGS整体解决方案可以极大地提升新型冠状病毒的研究效率,为科学家们更好地进行病毒溯源,掌握病毒变异,预测发展方向以及药物研发提供有力保障。
 
参考文献
 
[1] Lu R, et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding. Lancet. 2020 Jan; S0140-6736 (20): 30251-8.
相关公司:珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司
联系电话:021-56068063
E-mail:lu.li@perkinelmer.com


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