No.1
高通量測序(NGS)實驗室簡介
1.1NGS實驗室又叫高通量測序檢測實驗室。NGS是下一代測序技術(shù)( Next Generation Sequencing)即高通量測序技術(shù)的簡稱。高通量測序技術(shù)是對傳統(tǒng)Sanger測序(稱為一代測序技術(shù))革命性的改變, 可同時對幾十萬到幾百萬條核酸分子進行序列測定,同時高通量測序使得對一個物種的轉(zhuǎn)錄組和基因組進行細致全貌的分析成為可能, 也稱為深度測序(Deep sequencing)。
1.2由于NGS技術(shù)對所檢測的核酸模板進行大量擴增,容易出現(xiàn)實驗室污染導致檢測結(jié)果準確性下降;另外NGS技術(shù)要求高、影響因素多,實驗過程處理不當易導致檢測結(jié)果準確性下降或檢測失敗。因此臨床基因擴增檢驗實驗室技術(shù)驗收和規(guī)范化管理是NGS技術(shù)本身需要,也是在臨床上順利應用該技術(shù)前提。
NGS實驗室臨床應用的基本條件
2.1需要擁有符合臨檢相關(guān)規(guī)定的標準NGS實驗室。
2.2檢測設備需要符合標準NGS實驗室設置要求:高通量測序儀及配套服務器;高通量測序檢測試劑盒;通用電腦;自動分析軟件,實驗室樣本信息管理系統(tǒng)等。
2.3檢測人員需要通過專門的技能培訓,并獲得省級以上衛(wèi)生計生行政部門頒發(fā)的臨床基因擴增檢驗技術(shù)上崗證書。NGS實驗室需要建立嚴格的實驗室管理制度、建立標準化操作程序(SOP)、建立系列質(zhì)量管理文件等,確保實驗室日常運行符合衛(wèi)生部的要求,確保檢測結(jié)果準確、確保實驗室衛(wèi)生安全,確保實驗室長期穩(wěn)定運行。
2.4NGS臨床應用需要在無菌無塵環(huán)境下進行操作。
NGS實驗室建設基本要求
3.1主體結(jié)構(gòu)主體為彩鋼板、鋁合金型材。室內(nèi)所有陰角、陽角均采用鋁合金50內(nèi)圓角鋁,從而解決容易污染、積塵、不易清掃等問題。結(jié)構(gòu)牢固,線條簡明,美觀大方,密封性好。
3.2標準的各區(qū)分隔和氣壓調(diào)節(jié)將檢測過程分成試劑準備、樣本制備、PCR擴增和高通量測序四個獨立的實驗區(qū)。整個區(qū)域有一個整體緩沖走廊。每個獨立實驗區(qū)設置有緩沖區(qū),同時各區(qū)通過氣壓調(diào)節(jié),使整個檢測實驗過程中試劑和標本免受氣溶膠的污染并降低擴增產(chǎn)物對人員和環(huán)境的污染。可打開緩沖區(qū)和 PCR 擴增區(qū)的排風扇往外排氣,在實驗區(qū)的外墻上和各扇門上都安裝有風量可調(diào)的回風口,空氣通過回風口向室內(nèi)換氣。
3.3在每個實驗區(qū)和緩沖區(qū)頂部以及傳送窗內(nèi)部安裝有紫外燈,供用。在各區(qū)還設置移動紫外線燈,對實驗桌進行局部。
3.4機械連鎖不銹鋼傳遞窗試劑和標本通過機械連鎖不銹鋼(不建議使用電子連鎖方式)傳遞窗傳遞,保證試劑和標本在傳遞過程中不受污染(人物分流)。
3.5地面地面建議使用PVC卷材地面或自流坪地面,整體性好。便于進行清掃,耐腐蝕。沒有條件的也可采用水磨石地面,或大塊的瓷磚(至少800mm×800mm)接縫需要小于2mm。
3.6照明燈具要選用凈化燈具,能達到便于清洗、不積塵的特點。
3.7平面布局NGS實驗室應根據(jù)自己的檢驗項目、所采用的檢測技術(shù)平臺和工作量來決定分區(qū)的多少及各區(qū)域的空間大小,至少具體需要多少個區(qū),同樣是“個體化”的,以“工作有序、互不干擾、防止污染、報告及時”作為基本原則。
各項目實驗室建設標準
產(chǎn)前篩查與產(chǎn)前診斷(全基因組低拷貝測序技術(shù))
1.實驗室平面圖
▲圖1:產(chǎn)前篩查與診斷實驗室平面圖
2. 技術(shù)流程圖
▲圖2:產(chǎn)前篩查與診斷技術(shù)流程圖
3. 技術(shù)參數(shù)分區(qū)
壓力 溫度 相對 濕度照明專用
走廊0Pa
緩沖區(qū)+5Pa
試劑準備室+15Pa 20-25℃ 40%~60% 主實驗室≥300LX,其余房間200~300LX
標本與文庫制備區(qū) +10Pa
文庫擴增與檢測區(qū) -5Pa
測序區(qū) -10Pa
4.分區(qū)功能
4.1試劑準備室
主要功能:在NGS過程中使用到的試劑的配制、分裝和保存。
4.2標本與文庫制備區(qū)
主要功能:血液處理、血漿制備、DNA提取、DNA片段化、DNA樣品的純化、DNA濃度檢測、末端修復、接頭連接、構(gòu)建樣本的測序文庫。
4.3文庫擴增與檢測區(qū)
主要功能:文庫構(gòu)建后的PCR擴增與純化、文庫濃度檢測、文庫的混合及混合后的質(zhì)檢分析。
4.4測序區(qū)
主要功能:測序模板制備(乳液PCR與磁珠富集回收)、上機測序、數(shù)據(jù)分析、報告審核及發(fā)放。
5.儀器配置
5.1試劑準備室
主要儀器設備:加樣器、冰箱、分析天平、微量臺式離心機、渦旋振蕩器、移液器、可移動紫外燈和超凈工作臺等。
5.2標本與文庫制備區(qū)
主要儀器設備:冷凍離心機、微量臺式離心機、掌上三管離心機、渦旋震蕩器、垂直混合儀、移液器、可移動紫外燈、生物安全柜、冰箱、托盤天平、Qubit 2.0核酸定量儀、電腦(可連接互聯(lián)網(wǎng))、條形碼打印機、普通打印機、掃描槍、磁力架等。
5.3文庫擴增與檢測區(qū)
主要儀器設備:PCR儀、QPCR儀、Qubit2.0核酸定量儀、可移動紫外燈、超凈工作臺、冰箱、微量臺式離心機、渦旋振蕩器、UPS、冰箱、移液器、磁力架等。
5.4測序區(qū)
主要儀器設備:高通量測序儀、PC電腦、打印機、UPS、恒溫金屬浴、純水儀、冰箱、微量臺式離心機、渦旋振蕩器、移液器、超凈工作臺、可移動紫外燈、磁力架、PCR儀等。
n胚胎植入前遺傳學診斷(全基因組低拷貝測序)
1. 實驗室平面圖
▲圖3:PGD實驗室平面圖
2. 技術(shù)流程圖
▲圖4:PGD技術(shù)流程圖
3. 技術(shù)參數(shù)
分區(qū) 壓力 溫度 相對 濕度照明
專用走廊 0Pa
緩沖區(qū) +5Pa
試劑準備室 +15PaWGA
制備室 +10pa 20-25℃ 40%~60% 主實驗室≥300LX,其余房間200~300LX
擴增一區(qū) -5pa
標本檢測區(qū) -10Pa
測序區(qū) -15Pa
電泳區(qū) 0Pa
4. 分區(qū)功能
4.1試劑準備室
主要功能:在NGS過程中使用到的試劑的配制、分裝和保存。
4.2WGA制備區(qū)
主要功能:基因組DNA釋放、全基因組DNA擴增。
4.3電泳區(qū)
主要功能: DNA電泳檢測及結(jié)果反饋、DNA打斷等
4.4擴增一區(qū)
主要功能:DNA片段的末端修復與純化、接頭連接與純化、文庫混合、缺口平移。
4.5文庫檢測區(qū)
主要功能:文庫濃度質(zhì)檢分析。
4.6測序區(qū)
主要功能:測序模板制備(乳液PCR與磁珠富集回收)、上機測序、數(shù)據(jù)分析、報告審核及發(fā)放。
5.儀器配置
5.1試劑準備區(qū)
主要儀器設備:冰箱、分析天平、微量臺式離心機、渦旋振蕩器、移液器、可移動紫外燈和超凈工作臺等。
5.2電泳區(qū)
主要儀器設備:電泳儀、微波爐、凝膠成像儀、冰箱、掌式離心機、渦旋振蕩器、移液器、可移動紫外燈等。
5.3WGA制備區(qū)
主要儀器設備:PCR儀、超凈工作臺、冰箱、掌式離心機、渦旋振蕩器、移液器、可移動紫外燈等。
5.4擴增一區(qū)
主要儀器設備:PCR儀、可移動紫外燈、超凈工作臺、冰箱、微量臺式離心機、渦旋振蕩器、UPS、移液器、磁力架等。
5.5文庫檢測區(qū)
主要儀器設備: QPCR儀、Qubit2.0核酸定量儀、可移動紫外燈、超凈工作臺、冰箱、微量臺式離心機、渦旋振蕩器、冰箱、移液器等。
5.6測序區(qū)
主要儀器設備:高通量測序儀、PC電腦、打印機、UPS、恒溫金屬浴、純水儀、冰箱、微量臺式離心機、渦旋振蕩器、移液器、超凈工作臺、可移動紫外燈、磁力架、PCR儀等。
n遺傳病診斷+腫瘤診斷與(雜交捕獲測序技術(shù)+Sanger測序驗證)
1. 實驗室平面圖
▲圖5:腫瘤診斷實驗室平面圖
2. 技術(shù)流程圖
▲圖6:腫瘤診斷技術(shù)流程圖
▲圖7:一代測序?qū)嶒灹鞒虉D
3. 技術(shù)參數(shù)
分區(qū) 壓力 溫度 相對濕度 照明
潔凈走廊 0Pa
緩沖區(qū) +5Pa
試劑準備室 +15Pa
標本與文庫制備區(qū) +10Pa
DNA打斷區(qū) +10Pa 20-25℃ 40%~60% 主實驗室≥300LX,其余房間200~300LX
雜交捕獲區(qū)(擴增一區(qū)) -5Pa
文庫擴增區(qū)(擴增二區(qū)) -10Pa
文庫檢測區(qū) -10Pa
測序區(qū) -15Pa
電泳區(qū) 0 Pa
4. 分區(qū)功能
4.1試劑準備區(qū)
主要功能:在NGS過程中使用到的試劑的配制、分裝和保存。
4.2標本與文庫制備區(qū)
主要功能:樣本接收、樣本前處理、全基因組DNA提取以及各種樣本DNA或者RNA的提取、DNA片段化、DNA純化、DNA濃度測定、DNA片段的末端修復與純化、接頭連接與純化。
4.3DNA打斷區(qū)
主要功能: DNA打斷(片段化)。
4.4電泳區(qū)
主要功能:片段化DNA電泳檢測及結(jié)果反饋。
4.5雜交捕獲區(qū)(擴增一區(qū))
主要功能:目的DNA片段的雜交捕獲與純化,Sanger測序目的片段擴增與純化、Sanger測序PCR前準備。
4.6文庫擴增區(qū)(擴增二區(qū))
主要功能:雜交捕獲后擴增與純化、文庫濃度質(zhì)檢分析、及Sanger測序的PCR擴增反應與純化。
4.7測序區(qū)
主要功能:測序模板制備(乳液PCR與磁珠富集回收)、上機測序、及Sanger測序。
5.儀器配置
5.1試劑準備區(qū)
主要儀器設備:加樣器、冰箱、分析天平、微量臺式離心機、渦旋振蕩器、移液器、可移動紫外燈和超凈工作臺等。
5.2標本與文庫制備區(qū)
主要儀器設備:微量臺式離心機、掌上三管離心機、恒溫金屬浴、移液器、可移動紫外燈、生物安全柜、冰箱、托盤天平、Qubit 2.0核酸定量儀、PCR儀、電腦(可連接互聯(lián)網(wǎng))、條形碼打印機、普通打印機、掃描槍等。
5.3DNA打斷區(qū)
主要儀器設備:Covaris S220超聲波打斷儀、冰箱、掌式離心機、渦旋振蕩器、移液器、可移動紫外燈等。
5.4電泳區(qū)
主要儀器設備:電泳儀、微波爐、凝膠成像儀、冰箱、掌式離心機、渦旋振蕩器、移液器、可移動紫外燈等。
5.5雜交捕獲區(qū)(擴增一區(qū))
主要儀器設備:PCR儀、可移動紫外燈、超凈工作臺、冰箱、微量臺式離心機、渦旋振蕩器等。
5.6文庫擴增區(qū)(擴增二區(qū))
主要儀器設備:PCR儀、Qubit 2.0核酸定量儀、微量臺式離心機、掌上三管離心機、渦旋震蕩器、移液器、可移動紫外燈、超凈工作臺、冰箱、磁力架等。
5.7測序區(qū)
主要儀器設備:高通量測序儀、Sanger測序儀、PC電腦、打印機、UPS、恒溫金屬浴、純水儀、冰箱、微量臺式離心機、渦旋振蕩器、移液器、超凈工作臺、可移動紫外燈、磁力架、PCR儀等。
電話:0731-84015863
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