Post-light NGS z zastosowaniem układu CMOS – prostota i bezpośredniość analizy

Post-light NGS z zastosowaniem układu CMOS – prostota i bezpośredniość analizy

NGS jest potężną techniką, w przebiegu której uzyskuje się dużą liczbę danych z jednego eksperymentu. Najbardziej rozpowszechnionym system jest post-light NGS oparty o technikę półprzewodników. Odczyt nie jest opary na reakcjach barwnych, nie ma więc potrzeby stosowania znaczników fluorescencyjnych. Masywna reakcja sekwencjonowania wykonana przy użyciu systemu post-light NGSIonTorrent (Life Technologies)zachodzi na niewielkich (2,5 cmx2,5 cm) czipach.

Jest kilka rodzajów czipów(3xx), które dobiera się w zależności od skali planowanego eksperymentu. Na powierzchni każdego czipa znajdują się studzienki reakcyjne o średnicy 3,0µm. Natomiast odległości między studzienkami różnią się w zależności od rodzajuczipa: czip314 i 316 – 5,1 µm ,czip318 – 4,1 µm. Czipy różnią się również powierzchnią na której zostały umieszczone studzienki reakcyjne: czip 314 – 10.6 mm × 11.0 mm, czip 316 i 318 – 16.9 mm ×17.1 mm. Co przekłada się na 1.2 M, 6.3 M, 11.3 Mstudzienek reakcyjnych odpowiednio dla czipa 314, 316 i 318.

W każdej studzience zachodzi niezależna reakcja sekwencjonowania, której przebieg wywołuje zmianę pH w środowisku reakcji. Zmiana ta odczytywana jest przez układ CMOS znajdujący się w spodniej warstwie czipa.W trakcie przebiegu sekwencjonowania powierzchnia chipa jest zalewana roztworem określonego nukleotydu tworząc nowe środowisko reakcji. W przypadku kiedy kolejny nukleotyd na sekwencjonowanym łańcuchu DNA jest komplementarny do nukleotydu nici stanowiącej matrycę zostaje on wbudowany do nowo tworzącej się nici DNA. Wbudowanie nukleotydu wiąże się z uwolnieniem do środowiska protonów. W każdej studzience znajduje się pojedyncza kulka (bead) do której przyłączone są setki tysięcy klonalnie powielonych łańcuchów DNA. Dołączenie komplementarnego nukleotydu zachodzi jednocześniena każdej z tych nici, dlatego wywołuje to znaczną zmianę wartości pH w środowisku. Następnie, w celu przywrócenia wyjściowej wartości,powierzchnia czipa jest przemywana buforem o neutralnym pH. W ten sposób przygotowane zostaje środowisko do zalania kolejnym nukleotydem. Co kończy cykl dla poszczególnego nukleotydu. Cztery takiecykle dla kolejnych nukleotydów A, C, T, i G tworząpełeny cykl (flow). W zależności od planowanego eksperymentu możliwe jest dobranie liczby cykli (flow).

Dzięki zastosowaniu układu CMOS analizującego różnicę potencjałów możliwe jesttłumaczenie chemicznego kodu kwasów nukleinowych BEZPOŚRENIO na sygnał binarny. Podczas odczytu i tłumaczenia kodu genetycznego uzyskanego w reakcji sekwencjonowania nie są zaangażowane znaczniki fluorescencyjne. W konsekwencji nie mamy do czynienia z etapem tworzenia kolorowego obrazu podlegającego interpretacji przez układy optyczne. Dzięki czemu wyeliminowane są liczne etapy pośrednie w przetwarzaniu źródłowej informacji. Każdy kolejny krok podczas przetwarzania danych jest potencjalnym źródłem błędów analizowanego eksperymentu. Może również opóźniać uzyskanie ostatecznego wyniku. Post-light NGS z zastosowaniem układu CMOS nie wymaga stałej konserwacji i kalibracji gdyż nie zawiera on żadnych laserów, soczewek, luster, itp. Ze względu na swoją prostotę nie jest podatny na awarie. Post-light NGS system jest prosty, bardzo wydajny, odporny na wszelkie zakłucenia oraz przerwy w użytkowaniu. Dzięki zastosowaniu technologii, która daje wiarygodne podejście do diagnostyki genetycznej możliwe stało się badanie o wysokim stopniu zaufania i możliwie najszerszym zakresie jakim jest PGS-NGS 360°™.

INVICTA-Genetics
INVICTA-Genetics
Laboratorium Genetyczne INVICTA w 2005 roku, jako pierwsze w Polsce wprowadziło Diagnostykę Preimplantacyjną do procedury in vitro. Dziś możemy się pochwalić najważniejszymi sukcesami w tym zakresie - urodzonymi, zdrowymi dziećmi u par obciążonych wysokim ryzykiem wystąpienia poważnych chorób genetycznych (np. Mukowiscydoza, SMA, Zespół COX'a, Choroba Huntingtona i wielu innych). Stosujemy najnowsze metody, w tym jako pierwsi na świecie - sekwencjonowanie DNA następnej generacji (PGD NGS).