Illumina光纖微珠芯片技術(shù)

Illumina光纖微珠芯片技術(shù)內(nèi)容第一部分：光纖微珠芯片技術(shù)第二部分：基因表達(dá)研究第三部分：基因分型SNP研究第四部分：最新技術(shù)3/27/2024基因芯片的基本原理基因芯片又稱DNA微陣列（microarray），把大量已知序列探針集成在一個(gè)基片上，然后與標(biāo)記的樣品進(jìn)行雜交，通過檢測(cè)雜交信號(hào)來檢測(cè)信息3/27/2024*****基因芯片的制作點(diǎn)樣法原位合成3/27/2024基因芯片制備原位合成法，原位合成法是基于組合化學(xué)的合成原理,它通過一組定位模板來決定基片表面上不同化學(xué)單體的偶聯(lián)位點(diǎn)和次序。原位合成法制備DNA芯片的關(guān)鍵是高空間分辨率的模板定位技術(shù)和固相合成化學(xué)技術(shù)的精巧結(jié)合。點(diǎn)樣法?；蛐酒c(diǎn)樣法首先按常規(guī)方法制備cDNA（或寡核苷酸）探針庫(kù)，然后通過特殊的針頭和微噴頭,分別把不同的探針溶液，逐點(diǎn)分配在玻璃、尼龍或者其它固相基底表面上不同位點(diǎn),并通過物理和化學(xué)的結(jié)合使探針被固定于芯片的相應(yīng)位點(diǎn)。3/27/2024PeterJ.Russell,iGenetics:Copyright?PearsonEducation,Inc.,publishingasBenjaminCummings.原位合成

3/27/2024PeterJ.Russell,iGenetics:Copyright?PearsonEducation,Inc.,publishingasBenjaminCummings.3/27/2024PeterJ.Russell,iGenetics:Copyright?PearsonEducation,Inc.,publishingasBenjaminCummings.3/27/2024原位合成技術(shù)可達(dá)很高的密度合成過程中大量不完全片斷殘留在基片上探針序列不能太長(zhǎng)，一般為25bp3/27/2024點(diǎn)樣法3/27/20243/27/20243/27/2024點(diǎn)樣技術(shù)

片斷長(zhǎng)度不受限制需要預(yù)先準(zhǔn)備大量的核苷酸點(diǎn)的大小，間距較難控制3/27/2024新一代芯片技術(shù)

光纖微珠芯片

ScreeningUnlabeledDNATargetswithRandomlyOrderedFiber-OpticGeneArrays,Steemers,F.J.,Ferguson,J.A.,Walt,D.R.,NatureBiotechnology,18,91-94,2000.Techview:MolecularBiology.Bead-BasedFiber-OpticArrays,Walt,D.R.,Science,287,451-452,2000DecodingRandomlyOrderedDNAArrays,KevinL.Gunderson,GenomeResearch,14:870-877,2004.3/27/20241.微珠3.1um無孔無熒光硅珠每個(gè)微珠單獨(dú)質(zhì)控

光纖微珠芯片---技術(shù)原理

有效的反應(yīng)表面積和體積比低/無背景大小均一3/27/2024Oligator?合成工廠2.寡聚核苷酸探針光纖微珠芯片---技術(shù)原理

96孔板全自動(dòng)化合成LIMS控制所有過程年生產(chǎn)能力>20million(20-mer)嚴(yán)格的QC系統(tǒng)OD260檢測(cè)產(chǎn)量MALDI-TOF質(zhì)譜檢測(cè)UV毛細(xì)管電泳實(shí)時(shí)數(shù)碼色彩監(jiān)控3/27/20242.寡聚核苷酸探針3’End5’End50mer探針合成探針23mer地址序列光纖微珠芯片---技術(shù)原理

73mer3’5’合成方向3/27/202423mer50mer探針3’End5’End探針與微珠連接光纖微珠芯片---技術(shù)原理

2.寡聚核苷酸探針每個(gè)微珠上連接100萬左右相同的探針3/27/2024KeyTechnologyElements:BeadChemistryHowdowemakeourBeads?Athreestepprocess!

RawBeadsSilanization–producesageneralcouplingmolecule–anamineTrimethoxyaminopropylsilaneVerystablecomparedtoothertechniquesActivationPreparesthebeadtoattachtheOligoCyanuricChlorideImmobilizationofDNAComplexityDiscretereactions96Wellmicrotiterplate

NH2OHNNNNHClCl3/27/2024每種(微珠+探針)單獨(dú)合成并QC不同種微珠混合在一起形成微珠池

(1624－24,000+種微珠)2.寡聚核苷酸探針光纖微珠芯片---技術(shù)原理

高雜交特異性全長(zhǎng)序列探針定制靈活100%質(zhì)量檢控QC3/27/2024KeyTechnologyElements:BeadProductionSynthesisofOligosActivatedBeadPlates+OligoPlatesGilson96TipRobotOvenPooledBeadSetQC3/27/2024acidetchstrandcladdingstrandcorephoto-resistsiliconwaferplasmaetchingcleaningOpticalfiber3μmbeadsinwells3.芯片的組裝光纖微珠芯片---技術(shù)原理

3/27/2024KeyElements:RandomBeadAssemblyMixtureofDifferentBeadTypes6x2WholeGenomeBeadChipBeadPoolispipettedontheSubstrateNoInformationofBeadIdentityandlocationonArray3/27/2024將微珠池內(nèi)微珠倒入蝕刻光纖，微珠無序自組裝進(jìn)入小孔，每根光纖上帶一個(gè)微珠每種微珠大約有~30個(gè)重復(fù)3.芯片的組裝光纖微珠芯片---技術(shù)原理

消除系統(tǒng)隨機(jī)誤差高重復(fù)性微珠之間間距均一3/27/2024光纖束-微珠3.芯片的組裝光纖微珠芯片---技術(shù)原理

傳統(tǒng)芯片圖3/27/2024Decoderhybridization1Decoderhybridization2*4.芯片解碼光纖微珠芯片---技術(shù)原理

3/27/2024Gundersonetal.(2004)

DecodingrandomlyorderedDNAarrays.GenomeResearch14,870-877.4.芯片解碼光纖微珠芯片---技術(shù)原理

3/27/2024KeyElements:DecodingStrategyExpandsExponentially指數(shù)級(jí)解碼XY=totalnumberofcodesX=totalnumberofcolorsorstatesY=totalnumberofhybridizationstagesSingleIllumiCodeStrategyExample:38=6,56148=65,53624merICode3/27/2024每張芯片上每個(gè)微珠每個(gè)特性都被質(zhì)控(100%QC)位置和強(qiáng)度控制有多少重復(fù)小部分不合格地被撿出是Illumina出廠前的生產(chǎn)步驟每個(gè)芯片在出廠前已通過解碼和質(zhì)控解碼CD隨芯片送至用戶處4.芯片解碼光纖微珠芯片---技術(shù)原理

3/27/2024KeyElements:DecodingQualityMetrics%ofBeadsLoaded:~98%%ofBeadsDecoded:~98%BeadTypeRepresentation:~30ErrorRate:0.05%PresenceofallBeadTypesDecodingIntensitiesofeachstageFocusMetricsAllparametersmonitoredin~realtime 3/27/2024KeyElements:DecodingQualityMetrics3/27/2024BeadArrayFormatsSentrixArrayMatrixSentrixBeadChipFormatsHuman-6HumanRef-8Universal-16Custom-16Human-13/27/2024BeadArrayFormatsSentrixArrayMatrixSentrixBeadChipFormatsHuman-6HumanRef-8Universal-16Custom-16Human-1GoldenGateTMGenotypingandDASLTM“UniversalArray”3/27/2024BeadArrayFormatsSentrixArrayMatrixSentrixBeadChipFormatsHuman-6HumanRef-8Universal-16Custom-16Human-1FocusedGEXSets

(StandardSamplers,CustomBeadPools)3/27/2024BeadArrayFormatsSentrixArrayMatrixSentrixBeadChipFormatsHuman-6HumanRef-8Universal-16Custom-16Human-1WholeGenomeGeneExpression3/27/2024BeadArrayFormatsSentrixArrayMatrixSentrixBeadChipFormatsHuman-6HumanRef-8Universal-16Custom-16InfiniumInfiniumTMWholeGenomeGenotyping3/27/2024BeadStation?掃描系統(tǒng)

激光共聚焦掃描系統(tǒng)高分辨率,0.8micron雙色激光at532&635nm光纖微珠芯片---技術(shù)原理

超高分辨率全自動(dòng)化定位,掃描3/27/2024BeadArrayReaderConfocallaserscanningsystemSub-micron,0.8micronTwolasers532,635nmSupportsCy3&Cy5imagingAuto-focusing,centeringandtiltingwithoutphotobleachingSupportsgenotyping,geneexpressionapplicationsScansbothArrayMatrixandBeadChipmicroarrays3/27/2024SentrixBeadChip:AnalyticalFluorescentImage3/27/2024

UserSuppliedDual-block96-wellthermalcyclerw/heatedlid2p