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20005152--illumina Infinium® Omni5-4 v1.2 Kit 用戶指南

更新時間:2025-05-21      點擊次數(shù):616
20005152--illumina Infinium® Omni5-4 v1.2 Kit 用戶指南
產(chǎn)品概述
20005152--illumina Infinium® Omni5-4 v1.2 Kit 是 Illumina 公司推出的一款高性能基因分型芯片試劑盒,旨在為科研人員提供全面、準(zhǔn)確的基因組變異分析解決方案。該試劑盒基于 Infinium 技術(shù)平臺,可同時對超過 500 萬個遺傳變異位點進行檢測,涵蓋單核苷酸多態(tài)性(SNP)、拷貝數(shù)變異(CNV)等多種類型的遺傳變異,適用于全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS)、群體遺傳學(xué)研究、疾病關(guān)聯(lián)分析、藥物基因組學(xué)研究等多個科研領(lǐng)域,助力科研人員深入探究遺傳因素與疾病、表型之間的關(guān)系。
技術(shù)原理
Infinium 技術(shù)核心
Infinium 技術(shù)基于單堿基延伸(SBE)原理和熒光檢測技術(shù),實現(xiàn)對基因組 DNA 中特定位點的精確分型 。該技術(shù)首先對樣本 DNA 進行亞硫酸氫鹽處理,將未甲基化的胞嘧啶(C)轉(zhuǎn)化為尿嘧啶(U),而甲基化的胞嘧啶保持不變。經(jīng)過亞硫酸氫鹽處理后的 DNA,其序列中包含了甲基化信息,可用于后續(xù)的甲基化研究;若僅進行基因分型研究,亞硫酸氫鹽處理則作為預(yù)處理步驟,不影響 SNP 等位點的檢測。
芯片設(shè)計與雜交
Illumina Infinium® Omni5-4 v1.2 Kit 的芯片上固定了大量針對目標(biāo)變異位點設(shè)計的寡核苷酸探針。這些探針與基因組 DNA 片段互補,在雜交過程中,經(jīng)過預(yù)處理的樣本 DNA 會與芯片上的探針特異性結(jié)合。每個探針的 5' 端固定在芯片表面,3' 端對應(yīng)目標(biāo)變異位點的上游一個堿基,確保探針與目標(biāo) DNA 片段準(zhǔn)確配對 。
單堿基延伸與信號檢測
雜交完成后,加入 DNA 聚合酶和帶有熒光標(biāo)記的雙脫氧核苷酸(ddNTP)進行單堿基延伸反應(yīng) 。DNA 聚合酶會根據(jù)目標(biāo)位點的堿基類型,將對應(yīng)的帶有特定熒光標(biāo)記的 ddNTP 添加到探針的 3' 端。例如,若目標(biāo)位點是 A,帶有特定熒光標(biāo)記的 ddATP 會被添加到探針上。由于 ddNTP 缺少 3'-OH 基團,延伸反應(yīng)在添加一個堿基后終止。
隨后,通過熒光掃描儀對芯片進行掃描,檢測每個位點上的熒光信號。不同的熒光顏色對應(yīng)不同的堿基類型,根據(jù)熒光信號的強度和顏色組合,即可確定每個位點的基因型。對于 SNP 位點,通常會有兩種或三種不同的熒光信號組合,分別對應(yīng)不同的基因型;對于 CNV 分析,則通過比較多個相鄰位點的信號強度變化,判斷目標(biāo)區(qū)域的拷貝數(shù)情況 。
產(chǎn)品特點
  1. 超高檢測通量:可同時檢測超過 500 萬個遺傳變異位點,一次實驗即可獲取大量的基因組信息,極大地提高了研究效率,適用于大規(guī)模的全基因組研究和復(fù)雜疾病的多因素分析 。

  1. 高準(zhǔn)確性與可靠性:經(jīng)過嚴(yán)格的設(shè)計和驗證,Infinium 技術(shù)具有的準(zhǔn)確性和重復(fù)性 。通過對多個重復(fù)樣本的檢測驗證,該試劑盒的基因型一致性可達 99% 以上,能夠為科研結(jié)果提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

  1. 廣泛的位點覆蓋:涵蓋了國際通用的基因組參考數(shù)據(jù)庫(如 dbSNP、1000 Genomes Project 等)中的大量功能性和常見變異位點,同時也包含了針對特定人群、疾病或研究領(lǐng)域優(yōu)化的位點,確保對關(guān)鍵遺傳信息的全面捕獲 。

  1. 靈活的應(yīng)用范圍:不僅適用于人類樣本的基因分型研究,也可通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整應(yīng)用于其他物種的遺傳分析 。無論是基礎(chǔ)科研、臨床研究還是藥物研發(fā),都能為研究人員提供有價值的基因組數(shù)據(jù)。

  1. 配套的數(shù)據(jù)分析工具:Illumina 提供了一系列配套的數(shù)據(jù)分析軟件(如 GenomeStudio、BlueFuse Multi 等),這些軟件操作簡便,功能強大,可幫助科研人員快速、準(zhǔn)確地進行數(shù)據(jù)處理、基因型分析和結(jié)果可視化 。從原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制到復(fù)雜的 CNV 分析,都能得到一站式的解決方案。

使用方法
實驗前準(zhǔn)備
  1. 樣本準(zhǔn)備

  • 樣本類型:該試劑盒適用于多種樣本類型,包括新鮮全血、EDTA 抗凝全血、口腔拭子、FFPE(福爾馬林固定石蠟包埋)組織等 。但不同樣本類型的處理方法有所差異,需根據(jù)實際情況選擇合適的樣本。

  • DNA 提取:使用高質(zhì)量的 DNA 提取試劑盒,按照說明書的操作步驟從樣本中提取基因組 DNA 。提取后的 DNA 需進行濃度和純度測定,建議使用 Nanodrop 分光光度計或 Qubit 熒光定量儀檢測。DNA 濃度應(yīng)在 50 - 200 ng/μL 之間,A260/A280 比值應(yīng)在 1.8 - 2.0 之間,以確保 DNA 質(zhì)量符合實驗要求。

  1. 試劑與耗材準(zhǔn)備

  • 試劑盒檢查:收到 Illumina Infinium® Omni5-4 v1.2 Kit 后,立即檢查試劑盒包裝是否完好,確認各試劑組分是否齊全,包括 DNA 處理試劑、雜交試劑、延伸試劑、洗滌緩沖液、芯片等 。查看試劑的有效期,確保在有效期內(nèi)使用。將試劑盒短暫離心(低速,如 2000 - 3000 rpm,離心 1 - 2 分鐘),使附著在管蓋上的試劑集中于管底。

  • 其他耗材:準(zhǔn)備無菌的 PCR 管、移液器吸頭、離心機、振蕩混合器、水浴鍋、恒溫培養(yǎng)箱等實驗耗材和設(shè)備 。確保所有耗材均為無菌、無核酸酶污染狀態(tài),實驗設(shè)備運行正常。

  1. 實驗環(huán)境準(zhǔn)備:在進行實驗前,對實驗室工作臺面進行清潔和消毒,使用 75% 酒精擦拭臺面 。確保實驗環(huán)境溫度和濕度穩(wěn)定,避免環(huán)境因素對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響。實驗過程中,嚴(yán)格遵守實驗室生物安全和無菌操作規(guī)范,防止樣本污染。

實驗操作步驟
  1. DNA 處理

  • 亞硫酸氫鹽轉(zhuǎn)化(可選,用于甲基化研究或作為預(yù)處理步驟):取適量提取的 DNA 樣本,按照試劑盒說明書中的操作步驟進行亞硫酸氫鹽轉(zhuǎn)化 。該過程包括 DNA 變性、亞硫酸氫鹽處理、中和及純化等步驟,將未甲基化的 C 轉(zhuǎn)化為 U,同時保留樣本的 DNA 完整性。轉(zhuǎn)化后的 DNA 需進行定量和質(zhì)量檢測,確保轉(zhuǎn)化效率達到 90% 以上。

  • DNA 片段化與標(biāo)記:將處理后的 DNA 進行片段化處理,使其成為適合與芯片探針雜交的片段長度 。然后,對 DNA 片段進行標(biāo)記,通常采用末端標(biāo)記的方法,在 DNA 片段的末端添加特定的標(biāo)簽,以便后續(xù)與芯片探針結(jié)合。

  1. 雜交:將標(biāo)記好的 DNA 樣本與雜交緩沖液混合均勻,加入到 Infinium® Omni5-4 v1.2 芯片的反應(yīng)孔中 。將芯片放入雜交爐中,按照設(shè)定的溫度和時間進行雜交反應(yīng)(一般為 48 - 72 小時)。在雜交過程中,DNA 片段會與芯片上的探針特異性結(jié)合,形成穩(wěn)定的雜交復(fù)合物。

  1. 洗滌:雜交完成后,將芯片從雜交爐中取出,放入洗滌工作站中,使用洗滌緩沖液進行多次洗滌 。洗滌過程旨在去除未結(jié)合的 DNA 片段和雜質(zhì),確保芯片上只保留與探針特異性結(jié)合的 DNA。洗滌步驟需嚴(yán)格按照說明書操作,控制洗滌時間和溫度,以保證洗滌效果。

  1. 單堿基延伸:向芯片反應(yīng)孔中加入 DNA 聚合酶和帶有熒光標(biāo)記的 ddNTP,進行單堿基延伸反應(yīng) 。在合適的溫度和反應(yīng)時間下(一般為 37℃孵育 2 - 4 小時),DNA 聚合酶根據(jù)目標(biāo)位點的堿基類型,將對應(yīng)的 ddNTP 添加到探針上,完成單堿基延伸。

  1. 熒光檢測:延伸反應(yīng)結(jié)束后,將芯片放入 Illumina iScan 等熒光掃描儀中進行掃描 。掃描儀會根據(jù)熒光標(biāo)記的不同顏色和強度,對每個位點的信號進行檢測和記錄,生成原始數(shù)據(jù)文件。

數(shù)據(jù)分析
  1. 數(shù)據(jù)導(dǎo)入:將掃描得到的原始數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入 Illumina GenomeStudio 等數(shù)據(jù)分析軟件中 。軟件會自動識別數(shù)據(jù)文件中的信息,并將其轉(zhuǎn)換為可分析的格式。

  1. 質(zhì)量控制:在數(shù)據(jù)分析前,需對數(shù)據(jù)進行質(zhì)量控制 。通過軟件中的質(zhì)控模塊,檢查樣本的整體信號強度、檢出率、SNP 分型聚類情況等指標(biāo),剔除質(zhì)量不合格的樣本和位點。一般要求樣本的檢出率大于 95%,SNP 分型聚類清晰,信號強度均勻。

  1. 基因型分析:使用軟件的基因型分析模塊,對經(jīng)過質(zhì)量控制的數(shù)據(jù)進行基因型 calling 。軟件會根據(jù)熒光信號的強度和顏色組合,自動判斷每個位點的基因型,并生成基因型數(shù)據(jù)表格 。對于不確定的基因型,可通過手動調(diào)整聚類邊界或參考其他樣本的基因型進行修正。

  1. CNV 分析(可選):如果需要進行拷貝數(shù)變異分析,可使用 BlueFuse Multi 等專門的 CNV 分析軟件 。將基因型數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件后,通過與參考基因組進行比對,分析樣本中目標(biāo)區(qū)域的拷貝數(shù)變化情況,并生成 CNV 分析報告。

  1. 結(jié)果解讀與可視化:根據(jù)研究目的,對基因型和 CNV 分析結(jié)果進行解讀 。可使用軟件中的可視化工具,生成聚類圖、曼哈頓圖、熱圖等,直觀展示研究結(jié)果。同時,結(jié)合生物學(xué)背景知識和研究假設(shè),對結(jié)果進行深入分析和討論,挖掘潛在的遺傳信息。

實驗后處理
  1. 試劑與耗材處理:實驗結(jié)束后,將剩余的試劑按照要求保存于 - 20℃冰箱中,避免反復(fù)凍融 。對于已開封的試劑,需盡快使用,并在使用前檢查試劑是否有變質(zhì)或污染的跡象。使用過的耗材(如 PCR 管、吸頭、芯片等)屬于生物廢棄物,應(yīng)按照實驗室生物安全規(guī)定進行分類處理,進行高壓滅菌或化學(xué)消毒后丟棄。

  1. 數(shù)據(jù)存儲與備份:將實驗數(shù)據(jù)和分析結(jié)果進行妥善存儲,建議使用專用的服務(wù)器或硬盤進行備份 。同時,對數(shù)據(jù)進行合理的命名和分類,以便后續(xù)查詢和使用。為了確保數(shù)據(jù)的安全性,定期對數(shù)據(jù)進行備份,并建立數(shù)據(jù)恢復(fù)機制。

注意事項
  1. 樣本質(zhì)量:樣本的質(zhì)量直接影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,確保提取的 DNA 濃度和純度符合要求,避免樣本降解和污染 。對于 FFPE 組織樣本,由于 DNA 質(zhì)量可能較差,需特別注意提取方法和質(zhì)量檢測,必要時可進行多次提取和純化。

  1. 試劑使用:嚴(yán)格按照說明書要求的儲存條件保存試劑,避免試劑因儲存不當(dāng)而失效 。使用試劑時,應(yīng)使用無菌的移液器和吸頭,避免交叉污染。每次取試劑后,及時將試劑管蓋緊,放回冰箱保存。不同批次的試劑可能存在差異,盡量使用同一批次的試劑進行實驗,以保證實驗結(jié)果的一致性。

  1. 實驗操作:實驗過程中,嚴(yán)格遵守操作步驟和時間要求,確保每個步驟的準(zhǔn)確性和一致性 。在進行 DNA 處理、雜交、洗滌等操作時,要注意避免樣本蒸發(fā)和污染。同時,保持實驗環(huán)境的清潔和穩(wěn)定,減少外界因素對實驗結(jié)果的干擾。

  1. 數(shù)據(jù)分析:在數(shù)據(jù)分析過程中,要注意選擇合適的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)和分析方法 。對于不確定的結(jié)果,需進行進一步的驗證和分析。同時,保護數(shù)據(jù)的隱私和安全,遵守相關(guān)的數(shù)據(jù)管理規(guī)定。

常見問題及解決方法
  1. 樣本檢出率低

  • 原因:可能是樣本 DNA 質(zhì)量不佳、DNA 濃度過低、雜交條件不合適、洗滌過度等 。

  • 解決方法:重新檢測樣本 DNA 的濃度和純度,確保其符合實驗要求;適當(dāng)增加 DNA 上樣量;優(yōu)化雜交條件,如調(diào)整雜交溫度、時間和雜交液配方;檢查洗滌步驟,減少洗滌次數(shù)或降低洗滌強度,避免過度洗滌導(dǎo)致結(jié)合的 DNA 丟失 。

  1. SNP 分型聚類不清晰

  • 原因:可能是熒光信號強度不足、探針設(shè)計不合理、樣本存在污染、實驗操作誤差等 。

  • 解決方法:檢查熒光掃描儀的參數(shù)設(shè)置,確保信號檢測的準(zhǔn)確性;重新評估探針的設(shè)計,選擇特異性更高的探針;對樣本進行污染檢測,如檢測是否存在外源 DNA 污染;仔細檢查實驗操作步驟,避免操作誤差,如確保試劑添加準(zhǔn)確、混合均勻等 。

  1. CNV 分析結(jié)果異常

  • 原因:可能是參考基因組選擇不當(dāng)、數(shù)據(jù)分析參數(shù)設(shè)置不合理、樣本存在批次效應(yīng)等 。

  • 解決方法:根據(jù)研究物種和樣本類型,選擇合適的參考基因組;優(yōu)化 CNV 分析軟件的參數(shù)設(shè)置,如調(diào)整閾值、滑動窗口大小等;對樣本進行批次效應(yīng)校正,如使用 ComBat 等軟件進行處理 。



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