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■ SmartChip Real-Time PCR System概況

Real-Time PCR（qPCR）是應(yīng)用于基因分型研究和基因表達(dá)分析的一個(gè)強(qiáng)大工具。

當(dāng)前，各種qPCR實(shí)驗(yàn)變得越來越復(fù)雜。實(shí)驗(yàn)中，檢測(cè)目標(biāo)數(shù)量、樣本數(shù)量不斷增加，同時(shí)要求更多的技術(shù)重復(fù)。因此，在不降低靈敏度、特異性和重復(fù)性等前提下，qPCR實(shí)驗(yàn)對(duì)高通量解決方案的需求正在與日俱增。

憑借豐富的qPCR創(chuàng)新試劑開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，Takara深知讓復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)適應(yīng)高通量工作流程可能出現(xiàn)種種困難。SmartChip Real-Time PCR System是一個(gè)完整的高通量qPCR解決方案，為qPCR實(shí)驗(yàn)提供更高的檢測(cè)通量和靈活的樣品布局方式。

工作流程

高通量與靈活性的配合

SmartChip Real-Time PCR System工作流程如圖所示（圖1）。SmartChip MyDesign Kit包含開展實(shí)驗(yàn)必要的微孔芯片，芯片表面設(shè)計(jì)有5,184個(gè)納升體積反應(yīng)孔。

SmartChip Real-Time PCR System由液體分注平臺(tái)（MultiSample NanoDispenser，MSND）和熱循環(huán)儀共同組成。液體分注平臺(tái)是一個(gè)高精度、納升體積的液體處理系統(tǒng)，能夠在40分鐘內(nèi)對(duì)一張5,184微孔芯片完成一次液體分注。熱循環(huán)儀可以在2小時(shí)內(nèi)完成一整張芯片的反應(yīng)及數(shù)據(jù)分析工作，支持基于探針法和染料法的實(shí)驗(yàn)方式和數(shù)據(jù)分析。系統(tǒng)分析軟件單日即可完成超過10,000例樣品的檢測(cè)分析任務(wù)。

圖1. SmartChip Real-Time PCR System實(shí)驗(yàn)流程

靈活性

靈活的操作方式，一致的檢測(cè)結(jié)果

SmartChip MyDesign Kit微孔芯片設(shè)計(jì)有5,184個(gè)獨(dú)立的納升微孔，讓SmartChip System可以實(shí)現(xiàn)靈活的檢測(cè)配置方案。檢測(cè)引物與樣品在微孔芯片上可以適配14種不同的布置方式。用戶可以根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行布置設(shè)計(jì)，無需擔(dān)心實(shí)驗(yàn)方案因通量問題不得不更改樣本和引物數(shù)量。

表1. SmartChip MyDesign Kit一張芯片上引物與樣品數(shù)量配置方案

圖2. SmartChip MyDesign Kit 空白芯片展示

SmartChip Real-Time PCR System配置了芯片冷卻臺(tái)和濕度可控的封閉運(yùn)行環(huán)境，為正確的檢測(cè)結(jié)果提供了良好的溫度均一性。在5,184微孔芯片中，對(duì)同一樣本，同一檢測(cè)引物進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果顯示出良好的一致性，Ct值標(biāo)準(zhǔn)偏差（SD）<0.1。無需擔(dān)心微孔在芯片上的位置不同，引起潛在數(shù)據(jù)波動(dòng)。

圖3. 熱均一性帶來了良好的檢測(cè)結(jié)果。在一張芯片上進(jìn)行的同一樣品檢測(cè)重復(fù)。結(jié)果Ct值范圍在19.36-19.96，標(biāo)準(zhǔn)偏差（SD）＜0.1。

微量反應(yīng)體系——100-nl

反應(yīng)效率與靈敏度兼得

SmartChip Real-Time PCR System應(yīng)用100-nl反應(yīng)體系開展檢測(cè)。與傳統(tǒng)384孔板使用的25-μl反應(yīng)體系相比，更節(jié)省實(shí)驗(yàn)成本。100-nl反應(yīng)體系僅需3-10 ng/μl樣品起始濃度，檢測(cè)反應(yīng)靈敏，更無需費(fèi)時(shí)的預(yù)擴(kuò)增步驟。

圖4. 降低qPCR反應(yīng)體積時(shí)試劑消耗情況對(duì)比

基因表達(dá)應(yīng)用

高重復(fù)性基因表達(dá)分析，檢測(cè)動(dòng)態(tài)范圍寬廣

對(duì)目標(biāo)序列進(jìn)行準(zhǔn)確、靈敏的檢測(cè)是基因表達(dá)分析的關(guān)鍵。將λDNA稀釋到不同濃度作為樣品，圖5展示了SmartChip Real-Time PCR System在大于6 logs線性動(dòng)態(tài)范圍下，對(duì)目標(biāo)序列進(jìn)行基因表達(dá)檢測(cè)的表現(xiàn)，R2＞0.99，檢測(cè)結(jié)果可信度高。

圖5. 使用SmartChip系統(tǒng)進(jìn)行基因表達(dá)檢測(cè)，線性動(dòng)態(tài)范圍大于6 logs

對(duì)于高通量檢測(cè)來說，無論開展時(shí)間、操作人員、重復(fù)次數(shù)如何變化，得到的檢測(cè)數(shù)據(jù)一致可重復(fù)是十分必要的。使用SmartChip Real-Time PCR System，由3位使用者在3個(gè)不同日期開展同一基因表達(dá)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，每位使用者完成2張微孔芯片的檢測(cè)重復(fù)。圖6檢測(cè)結(jié)果顯示，在不同使用者、不同開展日期、不同芯片等變化條件下，SmartChip系統(tǒng)均獲得了一致可重復(fù)的檢測(cè)結(jié)果。

圖6. 不同芯片、使用者、實(shí)驗(yàn)時(shí)間獲得的數(shù)據(jù)表現(xiàn)出良好的一致性

SmartChip Real-Time PCR System支持使用空白芯片進(jìn)行引物與樣品的自主分注，或使用引物預(yù)分注芯片進(jìn)行樣品分注兩種不同的實(shí)驗(yàn)方式。兩種方式不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。使用梯度稀釋樣品進(jìn)行基因表達(dá)分析，分別在SmartChip MyDesign Kit空白芯片和定制預(yù)分注芯片上完成。各組實(shí)驗(yàn)之間Ct值線性相關(guān)性很好（R2＞0.99），標(biāo)準(zhǔn)偏差（SD）＜0.1（圖7）。使用SmartChip Real-Time PCR System既可以通過空白芯片進(jìn)行各種基因表達(dá)分析，也可以通過預(yù)分注芯片完成基因篩選，無需重新驗(yàn)證。

圖7. 使用空白芯片與預(yù)分注芯片實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性良好

基因分型

靈敏、正確、一致性的基因分型

基因分型實(shí)驗(yàn)中，檢測(cè)的準(zhǔn)確性、靈敏性是非常重要的。使用SmartChip系統(tǒng)進(jìn)行基因分型實(shí)驗(yàn)，樣品濃度選擇1 ng/μl 和5 ng/μl 兩個(gè)水平。1 ng/μl樣品濃度條件下的基因分型實(shí)驗(yàn)，盡管結(jié)果的分型聚類簇看起來相對(duì)分散，但依然可以有效地完成分型（圖8）。低至1 ng/μl的樣品濃度，在SmartChip系統(tǒng)上依然可以收獲良好的分型結(jié)果。

圖8. 使用低起始樣品濃度，基因分型檢測(cè)依然良好

與基因表達(dá)分析一樣，SmartChip系統(tǒng)對(duì)基因分型檢測(cè)同樣支持空白芯片與引物預(yù)分注芯片兩種不同的實(shí)驗(yàn)操作方式，并且結(jié)果數(shù)據(jù)一致性良好。選擇5臺(tái)SmartChip系統(tǒng)，使用空白芯片和引物預(yù)分注芯片兩種操作方式，對(duì)同一基因分型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重復(fù)。圖9結(jié)果顯示，兩種操作方式均獲得了高分型率，且與樣品已知的結(jié)果高度一致。SmartChip Real-Time PCR System讓您的實(shí)驗(yàn)擁有更多選擇，收獲正確、一致的結(jié)果。

圖9. 5臺(tái)SmartChip系統(tǒng)的結(jié)果分型圖顯示，無論空白芯片還是預(yù)分注芯片均表現(xiàn)出很好的鑒別率和一致性。

頁面更新：2021-05-07 15:04:16

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