检测平台及技术

检测平台:

1.   时间飞行质谱生物芯片系统(MassARRAY® MALDI-TOF System)：是由遗传突变研究领域的权威机构――美国西科诺公司(Sequenom, Inc.)独家研制并生产的基因分型检测系统,也是目前唯一采用飞行时间质谱的原理直接进行SNP分型检测的设备,在继人类基因组计划(Human Genome Project)之后 的人类基因组单体型图计划(Hapmap)中,得到了广泛的推广和使用。Sequenom公司的飞行时间质谱系统被评为全球最佳技术平台。该系统具有很高的智能化和自动化程度,与传统的以测序和杂交原理为主的检测方法相比,无论是在通量比、敏感性、精确性和可重复性等方面都具有无可比拟的优势。在韩国,已经被其国家药监局批准为临床医疗器械。

2.   GeneChip®扫描仪3000定向基因分型系统(GeneChip®3000 Targeted Genotyping System) ：是由美国昂飞公司(Affymetrix, Inc.)研制并生产的一种多功能基因芯片筛选技术平台,该平台由高密度的基因芯片(,GeneChip® SNP 6.0)、高精度的芯片扫描仪(GeneChip®扫描仪30007G4C)、洗涤工作站(GeneChip®洗涤工作站450)、杂交炉(GeneChip®杂交炉640)以及相应的数据处理和分析软件(GCOS、GTGS)组成。Affymetrix公司开发的寡聚核苷酸原位光刻专利技术,和探讨了各种各样的影响因素后设计出的独特的PM-MM基因芯片探针技术是目前世界上最先进的基因芯片技术。其技术在美国通过了FDA认证,在中国也通过了国家食品药品监督管理局的认证。到目前为止,全世界各科研单位、实验室、生物企业拥有并正常运转的系统超过1500台,有超过8000篇科学文献中论证或使用了该技术平台。经过多年的实践使用和严格的专家认证,GeneChip® 3000 Targeted Genotyping System已经分别通过欧盟(CE)及美国食品药物监督管理局(FDA)的审批,成为第一个可用作体外诊断的基因芯片系统,成为全世界科学家开发临床用基因芯片的技术标准。

检查技术:

时间飞行质谱生物芯片系统(MassARRAY® MALDI-TOF System)的检测技术:基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱的工作原理:基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术的主要特点是,先通过PCR扩增目标序列,然后加入SNP序列特异延伸引物,在SNP位点上,延伸1个碱基。将制备的样品分析物与芯片基质共结晶,将该晶体放入质谱仪的真空管,而后用瞬时纳秒(10-9s)强激光激发,由于基质分子经辐射所吸收的能量,导致能量蓄积并迅速产热,从而使基质晶体升华,核酸分子就会解吸附并转变为亚稳态离子,产生的离子多为单电荷离子,这些单电荷离子在加速电场中获得相同的动能,进而在一非电场漂移区内按照其质荷比率加以分离,在真空小管中飞行到达检测器。MALDI产生的离子常用飞行时间(Time-of-Flight,TOF)检测器来检测,离子质量越小,就越快到达。理论上讲,只要飞行管的长度足够,TOF检测器可检测分子的质量数是没有上限的。MASSARRAY SNP检测的质谱范围为5000 to 8500 Dalton。因为它是靠分子量而不是颜色来检测SNP,因此准确性非常高,达99.99%以上。

基因芯片分型系统(GeneChip® Genotyping System)的检测技术:Affymetrix公司开发的寡聚核苷酸原位光刻专利技术,利用此技术用很少的步骤可合成大量的DNA阵列。Affymetrix的原位合成技术可制作的点阵密度高达106~1010/cm2。首先使固相片基羟基化,并用光敏保护基团将其保护起来,然后选取适当的避光膜(mask)使需要聚合的部位透光,其他部位不透光。这样,当光通过避光膜照射到支持物上时,受光部位的羟基就会发生脱保护而活化,从而可以反应结合碱基。由于参与合成的碱基单体一端可以进行固相合成,另一端受光敏基团的保护,所以原位合成后,可进行下一轮的光照、脱保护和固相合成。循环下去,不断改变避光膜的透光位点,就可以实现在同一玻片上合成成千上万种预定序列的寡核苷酸探针。

高通量测序:高通量测序技术(High-throughput sequencing)又称“下一代”测序技术("Next-generation" sequencing technology),以能一次并行对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定和一般读长较短等为标志。