Illumina光纤微珠芯片技术

IlluminaBeadArray®Technology&

Application

Illumina光纤微珠芯片技术

及应用

邱亚静2023/4/30内容第一部分：光纤微珠芯片技术第二部分：基因表达研究第三部分：基因分型SNP研究第四部分：最新技术2023/4/30基因芯片的基本原理基因芯片又称DNA微阵列（microarray），把大量已知序列探针集成在一个基片上，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号来检测信息2023/4/30*****基因芯片的制作点样法原位合成2023/4/30基因芯片制备原位合成法，原位合成法是基于组合化学的合成原理,它通过一组定位模板来决定基片表面上不同化学单体的偶联位点和次序。原位合成法制备DNA芯片的关键是高空间分辨率的模板定位技术和固相合成化学技术的精巧结合。点样法。基因芯片点样法首先按常规方法制备cDNA（或寡核苷酸）探针库，然后通过特殊的针头和微喷头,分别把不同的探针溶液，逐点分配在玻璃、尼龙或者其它固相基底表面上不同位点,并通过物理和化学的结合使探针被固定于芯片的相应位点。2023/4/30PeterJ.Russell,iGenetics:Copyright©PearsonEducation,Inc.,publishingasBenjaminCummings.原位合成

2023/4/30PeterJ.Russell,iGenetics:Copyright©PearsonEducation,Inc.,publishingasBenjaminCummings.2023/4/30PeterJ.Russell,iGenetics:Copyright©PearsonEducation,Inc.,publishingasBenjaminCummings.2023/4/30原位合成技术可达很高的密度合成过程中大量不完全片断残留在基片上探针序列不能太长，一般为25bp2023/4/30点样法2023/4/302023/4/302023/4/30点样技术

片断长度不受限制需要预先准备大量的核苷酸点的大小，间距较难控制2023/4/30新一代芯片技术

光纤微珠芯片

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,14:870-877,2004.2023/4/301.微珠3.1um无孔无荧光硅珠每个微珠单独质控

光纤微珠芯片---技术原理

有效的反应表面积和体积比低/无背景大小均一2023/4/30Oligator®合成工厂2.寡聚核苷酸探针光纤微珠芯片---技术原理

96孔板全自动化合成LIMS控制所有过程年生产能力>20million(20-mer)严格的QC系统OD260检测产量MALDI-TOF质谱检测UV毛细管电泳实时数码色彩监控2023/4/302.寡聚核苷酸探针3’End5’End50mer探针合成探针23mer地址序列光纤微珠芯片---技术原理

73mer3’5’合成方向2023/4/3023mer50mer探针3’End5’End探针与微珠连接光纤微珠芯片---技术原理

2.寡聚核苷酸探针每个微珠上连接100万左右相同的探针2023/4/30KeyTechnologyElements:BeadChemistryHowdowemakeourBeads?Athreestepprocess!

RawBeadsSilanization–producesageneralcouplingmolecule–anamineTrimethoxyaminopropylsilaneVerystablecomparedtoothertechniquesActivationPreparesthebeadtoattachtheOligoCyanuricChlorideImmobilizationofDNAComplexityDiscretereactions96Wellmicrotiterplate

NH2OHNNNNHClCl2023/4/30每种(微珠+探针)单独合成并

QC不同种微珠混合在一起形成

微珠池

(1624－24,000+种微珠)2.寡聚核苷酸探针光纤微珠芯片---技术原理

高杂交特异性全长序列探针定制灵活100%质量检控QC2023/4/30Key景Tech志nolo就gyE徒leme印nts:程Bea瘦dPr谎oduc逗tionSynt腹hesi缸sof现Oli注gosAct杀iva同ted菌Be良ad依Pla如tes+Oli馆go贼Pla顺tesGil雨son撑96蛛Ti辅pR奇obo损tOvenPool盛edB域ead镇SetQC202坚3/4良/26aci清detc马hstra沫ndclad挺dingstra洲ndcor逐epho抗to-res虎istsili县conwaf隙erplas股maetch纳ingcle莲ani侮ngOpti阻cal皂fibe泼r3µ北mb稀ead教si富nw恋ell营s3.芯片的组摸装光纤微均珠芯片---技术原摘理2023变/4/2弯6Key篇El格eme牙nts敌:R缝and睛om欣Bea倚dA醉sse库mbl膛yMix法tur末eo工fD棒iff侵ere迅nt烧Bea越dT剖ype感s6x2矿Whol仿eGe晕nome互Bea鸦dCh缠ipBea叫dP肃ool善is腾pi鸽pet黑ted升on坚th欧eS价ubs倘tra楼teNo恳Inf博orm朱ati券on啦of鞋Bea房诚dI宫den筹tit巷ya型nd量loc翻ati芹on耗on脱Arr舱ay2023类/4/2拳6将微珠池怪内微珠倒样入蚀刻光株纤，微珠无序自枯组装进入小歼孔，每期根光纤甩上带一贡个微珠每种微珠体大约有~30个重复3.芯片的组料装光纤微珠常芯片---技术原理消除系牧统随机抖误差高重复性微珠之投间间距酿均一2023亲/4/2教6光纤束-微珠3.芯片的版组装光纤微埋珠芯片---技术原壁理传统芯片图2023兔/4/2斑6Deco丸der煤hybr丘idiz恭atio开n1Deco锁der断hybr桥idiz表atio触n22023忠/4/2极64.芯片解码光纤微吨珠芯片---技术原马理202仗3/4枕/26Gund钱erso袭net瓣al.宪(20榨04)Deco猎ding包ran泪doml凉yor跨dere辨dDN秩Aar绍rays食.Geno暴meR肌esea窄rch尊14,贿870-冶877.4.芯片解馒码光纤微珠驴芯片---技术原理202着3/4无/26Key估Elem尽ents策:De技codi蝴ngStr铸ate约gy役Exp充and箱sE痛xpo虾nen旋tia扣lly指数级解霉码XY=t拖ota沙ln刷umb仁er技of愚cod黑esX=励to萄tal屯nu狗mbe察ro搭fc围olo奥rs宫or硬sta条tesY=休tota喊lnu谊mber努of莫hybr刻idiz应atio制nst摄agesSin罗gle珍Il奖lum街iCo偿de泰Str俯ate是gyExam默ple:但38=6翠,56148=6棍5,5田3624m刘erI粮Code2023专/4/2冶6每张芯片上每个微珠每个特性都原被质控(10胞0%Q叉C)位置和吩强度控组制有多少言重复小部分汗不合格盖地被捡遭出是Ill苗umi济na出厂前搬的生产虎步骤每个芯片妇在出厂前脚已通过解残码和质控解码CD随芯片送欣至用户处4.芯片解床码光纤微珠屡芯片---技术原疏理202邻3/4孤/26Key际Elem混ents例:De职codi盟ngQ橡uali蝴tyM味etri熄cs%o瓜fB骂ead兔sL勤oad林ed:件~独98%%o境fB钟ead垦sD宁eco欣ded吴:~清98%Bea包dT井ype惹Re谁pre西sen园tat曲ion布:~开30Err柄or谣Rat疯e:步0.0番5%Pres置ence嘴of而all匆Bead谈Typ少esDec倒odi魄ng岸Int批ens汪iti盒es福of吹eac棚hs托tag辞eFoc岸us坛Met尤ric薯sAllpara肺mete星rsm乎onit泳ored膝in免~re遮alt秘ime202漂3/4赌/26Key老Elem峡ents欧:De友codi毫ngQ跳uali亩tyM熊etri蜘cs202再3/4沉/26Bea锦dAr躲ray河Fo答rma胜tsSen闭tri春xA怒rra拒yM匆atr尘ixSent具rix丹Bead恩Chip摇For佣matsHum锣an-摧6Hum跨anR盆ef-侍8Univ耀ersa炉l-16Cust娘om-1烧6Hum桌an-连1202龟3/4突/26Bead编Arra者yFo睡rmat桌sSen叼tri心xA宜rra伍yM骂atr坛ixSen蜻tri淹xB坛ead豪Chi音pF够orm锹atsHuma暑n-6Huma迅nRef艳-8Uni药ver留sal床-16Cust安om-1列6Huma胡n-1Gold铲enGa闻teTMGen幼oty座pin颈ga拍nd叛DAS大LTM“Uni创vers家alA洁rray配”202言3/4毫/26Bead践Arra严yFo笑rmat该sSent诞rix开Arra闯yMa萄trixSent蒸rix握Bead纤Chip滥For宋matsHum漠an-悦6Huma忙nRef熔-8Univ挨ersa益l-16Cus漏tom裹-16Hum阿an-逗1Focu稿sed蓝GEX居Sets洒(St鞋anda诱rdS冒ampl柄ers,陶Cus轮tom燥Bead集Pool凉s)2023欣/4/2钱6Bea毯dAr挎ray罚Fo趟rma乳tsSen面tri旦xA地rra践yM遭atr随ixSent唉rix熟Bead骆Chip通For尤matsHuma糊n-6Hum断anR文ef-涝8Uni觉ver库sal秀-16Cust村om-1滩6Hum殖an-供1Whol饰eGe谱nomeGene戒Exp妻ress肤ion202岛3/4值/26Bea挂dAr宏ray迁Fo毛rma庙tsSen抵tri叉xA舱rra除yM踏atr域ixSent询rix坟Bead数Chip损For轨matsHum朽an-欧6Huma素nRef见-8Univ拌ersa枝l-16Cust豪om-1醉6Inf芒ini捎umInfi寸niumTMWho羽le编Gen艇ome笼Ge丛not棒ypi喘ng2023挨/4/2衔6Bead村Stat是ion®扫描系候统激光共怨聚焦扫页描系统高分辨率,0.8送mi淋cro救n双色激粘光at牵532对&角635忘nm光纤微珠有芯片---技术原理超高分辨辅率全自动化着定位,扫描2023纺/4/2竖6Bead么Arra罩yRe简aderCon湾foc赠al查las泰er技sca夏nni莫ng钥sys槽temSub-未micr玻on,饶0.8什micr泛onTwo沈lase蜘rs5驶32,今635须nmSup机por柿ts吵Cy3镰&顽Cy5皇im搅agi旧ngAuto泽-foc乓usin旗g,c肺ente糟ring腐and瓦til乏ting悲wit呜hout葡pho被tob亿leac陆hingSupp悔orts直gen分otyp白ing,认gen妄eex狱pres慨sion反app香lica泊tion拔sScan雾sbo抖thA盏rray郊Mat絮rix独and旅Bead缘瑞Chip历mic新roar神rays2023势/4/2棵6Sen社tri镜xB定ead煮Ch描ip:录An草aly减tic樱al香Flu衬ore州sce灾nt载Ima咸ge202东3/4赠/26Use监rS品upp克lie抹dDual厅-blo昨ck9肆6-we烂llt魂herm承alc补ycle网rw