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科普讲堂 | 少量核酸进行定量,仪器怎样选?
2023-08-15 17:09  浏览:28
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芯片式电泳2100



安捷伦2100生物分析仪的基本原理即微流控技术是:在玻璃芯片上蚀刻若干微米级通道,构建“微型实验室”,样品从上样管道进入芯片,在电场或压力场作用下,进入分离管道,在分离管道内样品完成自动分离,到达监测点,激光激发荧光发光,仪器收集并自动处理数据,完整芯片上的自动化分析。
这是最早的生物样品分析商用仪器。后续随着基因组学技术的发展,这款仪器被广泛使用,逐渐取代了繁琐的凝胶电泳技术成为RNA样品质量控制(QC)的行业标准,同时在 DNA片段分析和蛋白样品分析方面也正在迅速取代凝胶电泳技术,成为分子生物学家和生物化学家们不可或缺的工具之一。

Bioanalyzer 2100对核酸进行定量是基于荧光光度法,它能够同时给出条带和浓度信息。利用已知片段大小的Ladder,生成迁移时间与片段大小的标准曲线,即可通过不同迁移时间来确定样品的片段大小。通过样品峰面积对已知浓度的Marker或Ladder面积的比值来对样品进行定量。

2100 ladder图

预制胶电泳4200



安捷伦预制胶电泳4200原理是:同时融入了自动化与高通量,是在新一代测序 (NGS)、生物微阵列芯片分析和 qPCR 工作流程 中对生物样品进行质量控制 (QC) 的理想解决方案。4200 TapeStation系统使用大小的一次性安捷伦ScreenTape预制胶条,可用于DNA和RNA应用。

4200 TapeStation系统是基于预制胶电泳原理,整合了生物样本分析经验开发出来的新型生物分析仪器。在4200 TapeStation系统上使用信用卡大小的一次性ScreenTape预制胶条,将96孔样品板或八连管放入机器内,之后的所有的移液、加样、检测工作均由系统自动完成。每个样品只需等待大概1分钟便可得到结果,一次可以分析1-96个样本,且单个样本的成本不受样本数量影响。

2100与4200对比



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RNA分析试剂参数

在RNA分析方面,两个平台都有用于ng和pg级别样本的专用试剂:4200对应的试剂名称是RNA ScreenTape试剂和高敏RNA ScreenTape试剂;2100对应的试剂名称是RNA 6000 Nano试剂和RNA 6000 Pico试剂。

通过官方给出的参数对比,对于ng级别RNA样本的分析试剂(简称标准试剂),可以看到在灵敏度、定量范围、定量准确性、定量精确性层面,两者完全一致;对于pg级别RNA样本的分析试剂(简称高敏试剂),可以看到在定量准确性层面,两者完全一致,在灵敏度和定量精确性层面,4200可以分析到100pg/ul的RNA,定量精确性是15%CV,2100可以分析到50pg/ul的RNA,定量精确性是20%CV,范围大致相同。

4200和2100用于ng和pg级别RNA样本的专用试剂详细参数对比

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RNA定量

4200与2100的标准试剂RNA定量范围都是25ng/uL~500ng/uL,为验证两者的定量一致性,实验人员对大鼠RNA样本进行了梯度稀释,使用RNA标准试剂检测了不同浓度范围的样本的浓度值,并对两个平台的浓度值作相关性分析。结果显示,两者的相关性R2=0.9985,具有很好的一致性。

4200 和 2100RNA定量一致性对比

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自动化程度

2100是1999年的产物,采用的是当时非常先进的分析技术,将电泳、显影步骤集于一体,代替了手工环节。但是随着科学技术的进步,科学家需要机械臂代替更多的手工操作,因此自带机械臂的4200应运而生,因为内置了机械臂,4200在可以将电泳、显影步骤自动化的基础上,将上样环节也进行了无人化,配合预制胶的耗材,整个电泳过程实现了智能化打通:配胶、灌胶、上样、电泳、显影实现完全机械化。

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防污染能力

核酸样本看不见摸不着,但是仅仅微量的体积,就可以携带非常多的遗传信息,在探索它的同时,需要确保“是它,仅仅是它”。4200使用的预制胶条和移液枪头均是一次性耗材,每个样本独立使用,可以高效杜绝样本间的交叉污染,这一点是2100芯片式电泳或者毛细管电泳所不具备的,其它平台均或多或少地存在共用进样通道、电泳通道等问题。

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灵活性

在分子生物学实验中,实验人员往往是积攒一批样本一起分析,以尽可能保证实验室高效运转以及减少批间差异性,但是也有一些样本对时效性要求比较高,例如临床样本,这就要求仪器具备即来即测的灵活通量。4200使用的预制胶条每一个泳道运行一个样本,泳道之间独立包装,支持任意个数的泳道运行,这就意味着使用者无需等样凑样,运行几个样本都可以,单个样本运行成本固定。
任喜梅 | 文案
封面及文中配图源于网络  侵删

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