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【佳学基因检测仪器】高密度芯片扫描仪HiScan

【佳学基因检测仪器】高密度芯片扫描仪HiScan 高密度芯片扫描仪Iscan是由由美国Illumina,在中国称为因美纳公司出产的一种大容量单核苷酸分型基因检测仪器设备系统。单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)是指在单个的核苷酸上发生变异而引起的DNA序列多态性,多为转换和颠换两种。一般来说,一个SNP 位点只有两种等位基因,而检测这一对等位基因类型的技术则被称为

【佳学基因检测仪器】高密度芯片扫描仪HiScan


高密度芯片扫描仪Iscan是由由美国Illumina,在中国称为因美纳公司出产的一种大容量单核苷酸分型基因检测仪器设备系统。单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)是指在单个的核苷酸上发生变异而引起的DNA序列多态性,多为转换和颠换两种。一般来说,一个 SNP 位点只有两种等位基因,而检测这一对等位基因类型的技术则被称为基因分型( genotyping)。总体来说,编码区的SNP较非编码区的少的多。编码区SNP可分为两种:一种是同义SNP (synonymous SNP),即SNP引起的编码序列改变并不影响其所翻译的蛋白质的氨基酸序列;另一种是非同义cSNP (non-synonymous SNP),指碱基序列的改变可使以其翻译的蛋白质氨基酸序列发生改变。后者往往引起性状改变、疾病发生等。

在人类基因组中大概每1000 个碱基就有一个SNP,人类基因组上的SNP总量大概是3×10E7个,构成了人类遗传多样性的90%。已知许多表型差异、对药物或疾病的易感性等等都与SNP有关。大量存在的SNP位点,使我们有机会发现与各种疾病,包括肿瘤相关的基因;有些SNP并不直接导致疾病基因的表达,但由于它与某些疾病基因相连锁,而成为重要的标记。SNP在基础研究中也有很好的应用,通过分析特定染色体或基因的SNP,能够对群体迁徙、演化等进行研究。SNP提供了一个强有力的工具,用于群体遗传学研究(生物进化、遗传分析) 、疾病相关基因研究(复杂疾病的易感性基因分析与基因定位) 、环境因子易感基因的检出与病原体基因分析 、药物基因组学(药物开发与个体用药)、个体识别与法医鉴定 、生物医药研究(系统发育分析与病理分子遗传机理阐明)等领域。

目前研究SNP的技术多种多样,其中常用的包括测序技术、质谱分析技术、HRM技术、Taqman技术以及SNP芯片技术。今天给大家介绍下常用的昂飞和Illumina公司的SNP芯片。

Affymetrix 公司是一家专业做芯片的高科技公司,其率先开发的半导体原位光刻专利技术,是生产高密度寡核苷酸基因芯片的核心关键技术,该方法的最大优点在于用很少的步骤可合成大量的 DNA 阵列。灵活性的定制服务,位点密度高达260万。可对任何物种、任何基因组规模和任何倍性物种进行基因分型。其SNP检测芯片主要基于GENEChip平台的人SNP 6.0 芯片和基于GeneTitan平台的Axiom基因分型芯片。分为目录芯片和定制芯片服务,提供人、牛、水牛、鸡等目录芯片,以及定制化芯片,为客户提供多重选择。以SNP6.0系列为例,其一半以上是无偏选择的SNP,此外还包括有Tag SNP、线粒体SNP、性染色体SNP和重组热点位置的SNP。

昂飞芯片检测标准流程如下:

1)DNA样品准备:测定DNA浓度,并统一调整为一致的浓度;

2)DNA扩增:将样本DNA变性为单链,之后加入全基因组扩增试剂,恒温条件下过夜孵育,扩增后的DNA总量可达初始上样量的2000-3000倍;

3)DNA片段化:扩增后的产物,经过酶切成为片段化的DNA;

4)DNA纯化:沉淀DNA片段,沉淀后的DNA在空气中干燥后,加入杂交缓冲试剂使DNA沉淀重新溶解;

5)芯片的扫描:将处理样品加入芯片置于扫描仪中,杂交洗涤扫描一站式服务,扫描仪获取由荧光基团发出的荧光,并生成高分辨率的图片。数据直接导入 ConsoleTM 软件进行分析,从而得到每个样本的 SNP 位点信息。

Illumina公司的 Infinium基因分型平台和 GoldenGate基因分型平台是目前在人类医学以及农业研究领域应用最为广泛的基因分型平台之一。这两个基因分型平台都采用微珠芯片分型技术,凭借其高效的数据检出率、简便的操作流程能同时完成数千个样本的基因分型。在平台硬件设施上,主要使用 iScan 扫描仪对各分型芯片进行扫描。全基因组分型芯片能够在全基因组水平扫描基因组中的 SNP 及结构变异,并提供细胞遗传学解决方案。定制芯片能够完全根据研究需要挑选变异位点,并定制探针完成这些位点的基因分型。其优势是重复性高:①再现性大于 99.9%;②成功率高:平均 call rate 大于99%;③准确性好:孟德尔遗传错误率小于0.1%。

Illumina基因分型芯片检测标准流程如下:

1)DNA 样品准备:测定 DNA 浓度,调整至一致的浓度;

2)DNA 扩增:将样本 DNA 变性为单链,加入全基因组扩增试剂,恒温条件下过夜孵育,扩增后的 DNA 总量可达初始上样量的 2000-3000 倍;

3)DNA 片段化:扩增后的DNA经过打断处理成为片段化的DNA;

4)DNA 纯化:沉淀DNA片段,干燥后,加入杂交缓冲试剂使DNA沉淀重新溶解;

5)DNA 与芯片的杂交:将纯化后的DNA 样本与准备好的芯片杂交,置于杂交炉内反应过夜。杂交过程中,片段化DNA变性,与位点特异的探针退火结合;

6)单碱基延伸:洗去未杂交的和非特异杂交的 DNA。以捕获到的 DNA 为模板,在芯片上进行单碱基的延伸反应,加上可检测的标签基团,从而区分样本的 SNP 类型;

7)芯片包被:将反应完成的芯片表面包裹上一层粘性透明液体,放入真空环境下干燥 1 小时,从而将芯片包被,保护其信号稳定较长的时间;

8)芯片扫描:将处理好的芯片放入iScan扫描仪中,扫描仪获取由荧光基团发出的荧光,生成高分辨率的图片。图片导入软件进行分析,得到每个样本的SNP位点荧光信号。

芯片信息分析

标准信息分析主要包括数据质控和数据产出评估与SNP calling。数据质控分为样品水平质控和SNP水平质控。在得到分型的原始数据之后,需要对这些原始数据进行质控,以保证我们提交给您的数据达到标准,同时也确保后续进行其他分析的数据的准确性。SNP calling主要包括SNP call rate 过滤,位点信号分布质量、哈温平衡。

高级信息分析主要包括缺失数据处理、关联分析等内容。根据客户需要提供GWAS、遗传图谱构建、群体结构分析、群体进化分析等分析内容。

 


(责任编辑:佳学基因)
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