Naica 液滴数字 PCR 系统解析:高通量,溯源可视化

法国 Stilla Technologies 公司位于巴黎 Villejuif 生物园,成立于2013年,其产品 Naica 液滴数字 PCR 系统是目前市场上操作简便且唯一可实现多重检测的绝对定量数字 PCR 系统。

图 1

Naica 全自动液滴芯片数字 PCR 仪由专用耗材芯片,Geode 微滴生成扩增系统和 Prism3 液滴阅读分析系统组成。
各部分手动操作时间及系统处理时间如下图所示。仅需 5 min 左右即可实现样品进结果出全自动流程。

图 2

Naica 全自动液滴芯片数字 PCR 仪具有以下优势:

简单易用
操作 naica 系统需较少专业技术知识,仅需一步手动上样操作 ( 5 min ),即将反应液加入 Sapphire 芯片 或 Opal 芯片中。

图 3

通量灵活
Stilla 具有 Sapphire 高灵敏芯片 和 Opal 高通量芯片 两种。该芯片采用独特微流体技术将油相封装在芯片内部。
Sapphire 高灵敏芯片具备 4 个样本孔, 一个样本孔可生成约 30000 个液滴。同时仅需 25 ul 的 水相,即 PCR 混合液。
Naica 系统一次可同时操作 1-3 张芯片,即 1-12 个样本的检测。即在 2 个小时内满足一次检测 1-12 个病人的样本检测。

图 4 Sapphire 芯片

Opal 高通量芯片具备 16 个样本孔, 一个样本孔可生成约 20000 个液滴。同时仅需 7 ul 的 水相,即 PCR 混合液。
Naica 系统一次可同时操作 1-3 张芯片,即 1-48 个样本的检测。即在 2 个小时内满足一次检测 1-48 个病人的样本检测。

图 5 Opal 高通量芯片

该仪器使得工作流程快速而简洁,在提供更高通量和检测灵敏度特异性的同时,缩短了检测时间、节省了宝贵的样品。
两款芯片相关技术细节可参考相关专利文件。

图 6

多重检测:三荧光(蓝、绿、红)通道同时检测
多重检测即在一个反应中同时检测出多种不同的基因,可以带来更全面和准确的检测结果。多重分子检测目前广泛应用于荧光定量 PCR (采用多色荧光进行多重检测)。
naica 系统可在一个孔中读取多达三种荧光特征,即三重检测。在满足超高灵敏度和绝对定量基础上突破荧光通道限制,实现了多重检测。

图 7

在数字 PCR 中实现多指标的并行检测能显著降低检测成本,获取更丰富的检测信息。在一个 PCR 反应中完成基因多个突变位点的检测,即一个 PCR 反应即可完成一个 Panel 的检测,在医学领域有着不可替代的优势。如:

(1) 高效性
在同一 PCR 反应管内同时检出多种核酸片段,或对有多个型别的目的基因进行分型,特别是用一滴血就可检测多种病原体。

(2) 系统性
多重数字 PCR 很适宜于成组核酸片段的检测,如肝炎病毒,肠道致病性细菌,性病,无芽胞厌氧菌。

(3) 经济简便性
多种核酸片段在同一反应管内同时检出,节省时间、试剂耗材和经费,为临床提供更多更准确的检测信息。

图 8

如图 8 所示,官网显示目前可在一个孔中实现六重检测。
液滴可视化溯源分析
可进行液滴可视化质量控制及溯源分析,可追踪精确到单个液滴图像。如图 9 所示显示蓝色采集通道中液滴的放大图。

图 9

PCR 扩增产物回收
液滴可作为生物样本的单分子扩增容器,实现核酸、细菌、病毒颗粒等均一无偏差放大和检测。
如何在生物样本回收过程中避免破乳过程对生物样本的影响,实现生物样本简单高效回收是一大技术难点。
Naica 系统满足微滴内 PCR 产物回收功能。

视频 1

Naica 全自动液滴芯片数字 PCR 仪操作流程如视频 1 所示。
液滴微流控技术在生物颗粒的精确定量与快速检测方面独具优势,已成为近年来微流控技术的主流科研热点。

图 10

由于具有重现性好、混合速度样品与试剂的消耗量少、易于精确操控等特性,在生物医学尤其药物控释、病毒检测、颗粒材料合成等领域中均有重要应用,显著提高了人们对生物体系进行高通量筛选的能力。
数字 PCR 的应用如图 10 所示。

视频 2

Stilla CEO 对数字 PCR 技术的未来展望如视频 2 所示。

参考文献

[1] Stilla官网 &&深蓝云生物科技官网.

[2] 部分图片来源网络,如有侵权请联系作者删除
[3] https://wiki.antpedia.com/duozhongshuzijishujieshao-2353654-news
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