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【安捷伦】抗击新型冠状病毒,安捷伦核酸/蛋白质质量控制产品从这些方面入手!

安捷伦发布时间:2020/02/13 17:39 点击: 加载中..

针对 2019 新型冠状病毒(2019-nCoV),研究人员正在紧锣密鼓地研究病毒致病机理、疫苗及治疗药物等。在这个过程中,靶标样本的质量一如继往地决定了研究的最终成败及可靠性。无论是疫苗开发,抑或是核酸与细胞层面的致病机理研究,都离不开对蛋白质与核酸样本的质量控制。

自动化电泳产品线控制靶标样本质量

安捷伦 

针对新冠肺炎的研究争分夺秒,利用自动化的质量控制平台控制靶标样本质量可大大节省获取结果的时间,同时保障结果的准确性与重现性。

安捷伦自动化电泳产品线可以快速对 DNA、RNA、蛋白质样本进行分析,获得包括浓度与分子量在内的数字化信息,并直观显示样本在电场下迁移形态的数字化图像信息,同时针对二代测序技术(NGS)等对核酸完整性程度依赖性高的应用,还提供以 0-10 的数值来直观反映样本完整性的参数,以实现对样本质量的快速且全面的评估(参见 RIN 值 与 DIN 值 )。

一、助力测序文库的质量控制,缩短病毒基因测序时间

在此次“战疫”中,基于二代测序技术(NGS)的宏基因组测序大大缩短获取病毒序列的时间,为核酸检测试剂盒的开发与病人的确诊赢得了宝贵的时间。病毒变异的监测工作仍将持续、大规模地使用二代测序技术,甚至包括纳米孔测序技术和三代测序技术。无论采用何用技术,对测序文库的上机前质量控制是保证最终结果可靠、问题可追溯的必不可少的环节。

目前疫情仍旧不容乐观,研究人员面临着样本量激增、测序压力大、质控样本多的情况,针对这些问题,安捷伦 4200 TapeStation   中-高通量和 Fragment Analyzer 5300/5400   高-超高通量自动化核酸质控平台可以为新冠病毒文库的质量控制提供有力的保障。

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图 1. 利用 4200 TapeStation 系统对来源于肿瘤FFPE样本的最终上机前的二代测序文库进行质量控制,所得到的结果确认了全部 80 个样品和 6 个阳性对照样品的 DNA 文库均已成功制备。质控数据包括样本的浓度及分布、分子量及分布。

二、缩短蛋白质检测与质控时间,加快抗体研发

在抗体的研发过程中,对抗体蛋白的检测与质量控制必不可少。针对蛋白质分析,传统的 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE) 制胶过程繁琐、电泳时间长。安捷伦 2100 生物分析仪可以替代 SDS-PAGE 的工作,通过蛋白质分子量大小的变化查看蛋白质的糖基化,对抗原抗体等进行质量控制,并提供从考马斯亮蓝级到银染色级蛋白质含量和纯度的检测灵敏度。

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图 2. 在还原剂二硫苏糖醇 (DTT) 存在的条件下,使用 2100 生物分析仪系统配合 Protein 80 (P80)、Protein 230 (P230) 和高灵敏度 Protein 250 (HSP-250) 试剂盒对人骨髓瘤 IgG2 进行分析。所示为每种分析的代表性电泳图。在还原条件下,所采用的全部三种蛋白质分析均能够清晰分离 IgG2 的轻链 (LC)和重链 (HC)。P230 和 HSP-250 分析中均可观察到高分子量聚合物,而 P80 分析则分辨出与 IgG2 样品相关的低分子量(摩尔质量)杂质。
  

三、控制转录产物 RNA 的质量,确保下游分析的成功

在病毒致病机理、机体免疫应答和信号通路调节的研究中,转录产物 RNA 的质量控制对下游分析的成败至关重要。安捷伦最早在 2100 生物分析仪上推出了 RNA 完整性参数 RIN 值(RNA Integrity Number),经过在全球 20 年的应用, RIN 值已成为业内公认的 RNA 完整性参数。

安捷伦最新一代 TapeStation 核酸分析系统,不仅能够提供 RNA 完整性参数,更满足了样本数量变化大的实验室对通量灵活性的需求,可在单个样本检测成本不变的情况下,实现 1-96 个任意数量样本的检测。

疫苗

图 3. 4 组总 RNA 浓度相同(300 ng/μL)但质量(降解程度)不同的大鼠总RNA样本使用安捷伦 4200 TapeStation 系统分析。分析所得的 RIN 完整性当量RINe如胶图中所示。可以看到,RNA 的完整性随着 RINe 数值的降低在胶图与峰图中都呈现明显的递降。

安捷伦自动化电泳产品线可以满足不同客户的通量与应用需求,应用类型包括:

-  二代测序样本质控(样本片段化文库构建的各环节,以及终文库等的质控)

-  三代测序的长片样本质控(测序前样本制备的各环节质控)

-  常规片段分析(PCR 产物,酶切产物等)

-  生物样本库(样本入库、出库,以及保存过程中的质控)

-  基因分型( AFLP、RFLP、STR、SSR 等) 寡核苷酸大小与纯度分析

-  通过蛋白分子量大小的变化查看蛋白的糖基化,抗原抗体等的质控

分子光谱产品用于疫苗生产的质控环节

安捷伦 

在疫苗研发及之后的生产过程中,安捷伦分子光谱产品可以帮助研究机构和生产企业做好核酸和蛋白质定量,保证生产率和准确性。其中,安捷伦 Cary 60 UV-Vis 和 Cary 630 FTIR 凭借其可靠性,已部署在全球众多制药 QA/QC 实验室中,并具有可选软件来满足中国数据完整性法规要求。

紫外可见分光光度计是现代分子生物实验室的常规仪器,主要用于测定核酸的纯度、含量以及蛋白质的含量,为检测试剂盒的研发和生产提供质量保证。

一、纯度检测

核酸的最大吸收峰在 260 nm,蛋白质的最大吸收峰在 280 nm 处。纯的 RNA 样品,260 nm 与 280 nm 吸光度比值(A260/A280)为 2.0;纯的 DNA 样品,A260/A280 为 1.8,所以,A260/A280 可以作为 DNA、RNA 纯度检测的重要指标。

核酸和蛋白质在 320 nm 都没有吸收,在测试中,可以选择性的将 320 nm 的吸光度用于背景扣除。

二、浓度检测

对于标准样品来说,当 260 nm 处的吸光度值(A260)为 1 时,dsDNA 浓度约为 50μg/mL,

ssDNA 浓度约为 37 μg/mL,RNA 浓度约为 40 μg/mL,寡核苷酸浓度约为 30 μg/mL(底物不同有差异)。据此,测定提纯后样品在 260 nm 处的吸光度值,可以计算出 RNA/DNA 的浓度。

紫外可见分光光度计可以快速得到样品在 190-1100 nm 范围内每个波长下的吸光度值,为试剂盒中 RNA 纯度和核酸浓度检测提供快速解决方案。

疫苗

图 4. 安捷伦紫外可见分光光度计 5 次扫描 400 μL DNA 样品光谱图

表 1. 安捷伦紫外可见分光光度计 5 次测试 400 μL DNA 样品纯度和浓度

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疫苗
图 5. Agilent Cary 3500 UV-Vis(左)和 Agilent Cary 630 FTIR(右)

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