在NGS建库过程中,如何避免常见的操作失误

发布时间:2024-05-24
2013年,哈佛医学院的研究人员曾在《nature review genetics》杂志上发表了一篇很有意思的综述,讨论了新一代测序(ngs)实验中错误的来源1。文章指出,在样品制备和文库制备环节,用户操作失误(user error)都是常有的事,比如贴错标签或者加错溶液。
然而,测序毕竟不同于核酸纯化,后者失败了大不了重做。对测序而言,一个简单的移液或混合错误有可能让你付出高昂的代价。无论老板是否nice,测序实验从头再来的感受肯定不佳,实验室需要耗费大量的时间和成本,况且有些样本还很稀有。不过,每次要处理那么多的样本,即使打起十二分精神,还是难保不出错。
为了避免操作失误的发生,赛默飞想到了一个绝妙的好办法。invitrogen collibri系列文库制备试剂盒中的每种试剂都带有一种示踪染料,便于人们清晰观察文库制备过程。若你看到溶液均匀变色(比如从蓝色变为绿色,图1),则可以确信相关试剂已添加且*混匀。若是漏加了某种试剂,或者没有混合均匀,则观察不到预期的颜色变化。
图1. collibri ps dna文库制备试剂盒的颜色变化
不用担心,试剂中的惰性染料既不会干扰酶促反应,也不会影响测序结果。后纯化所得的文库是澄清透明的。这种实时的颜色变化提示,让操作失误的可能性大大降低,也让你对文库制备的过程充满信心。
看到这里,你一定想知道,collibri系列文库制备试剂盒包含哪些产品,适合哪些应用?其实,针对全基因组测序和转录组测序,此系列都有相应的试剂盒提供,均适用于illumina的高通量测序仪。下面就让小编来一一介绍。
全基因组测序
▪collibri ps dna文库制备试剂盒适用于物理片段化的基因组,支持1-1,000 ng的样本起始量
▪collibri pcr-free ps dna文库制备试剂盒同样适用于物理片段化的基因组,采用pcr-free的实验方案,支持500-1,000 ng的样本起始量
▪collibri es dna文库制备试剂盒适用于酶法片段化的基因组,支持1-500 ng的样本起始量
▪collibri pcr-free es dna文库制备试剂盒同样支持酶法片段化的基因组,采用pcr-free的实验方案,支持100-500 ng的样本起始量
根据片段化方式的不同,collibri dna文库制备试剂盒可分为两大类:物理片段化(ps)和酶法片段化(es)。物理方法片段化主要是利用机械破碎的方法将基因组随机打断,如超声破碎、雾化等。酶学方法片段化主要利用酶的剪切功能将基因组片段化。酶法片段化方式操作简单,但物理片段化方式的片段随机性更好。此外,每种试剂盒都有pcr扩增产品和pcr-free产品可选。
与同类产品相比,collibri系列文库制备试剂盒能够在更短时间内完成建库。以collibri pcr-free ps dna文库制备试剂盒为例,文库制备可在1.5小时内完成,而整个实验流程的总时间缩短至6.5小时。其他产品一般需要7小时以上,甚至超过10小时。
若起始材料有限,可以选择pcr方案。不管是pcr-free文库还是经pcr扩增的文库,都可以始终保持均一的gc覆盖度,将gc bias降至低。即使是“测序困难户”,如bad promoters或gc含量高达75%的区域,覆盖度也优于同类产品,包括ffpe样本。这种高覆盖度使得突变检测的灵敏度和准确度得到增强。
经过实验证实,collibri dna文库制备试剂盒能够地检测新生突变(de novo mutations)。不管是pcr方案还是pcr-free方案,它们都能够检测snp,对于10 ng及以上的起始dna样本量,collibri ps dna文库制备试剂盒的snp recall高于98.8%(图2)。此外,即使是低起始量样本,插入突变检测的indel recall也高于同类产品。
collibri dna文库制备试剂盒包含了wgs文库构建所需的所有组分,除了核心酶组分以外,还包括磁珠及经特殊设计的indexed adaptors,无需再单独购买。试剂盒随附提供*双端index(udi)。与传统的cdi相比,udi的使用大大降低了标签串扰(index hopping)的比例。
图2. 检测突变
全转录组测序
collibri rna测序建库流程不同于市面上一般的rna-seq建库流程。rna经酶片段化后直接与adaptor(含有辅助oligo)连接,之后逆转录形成cdna,后再通过pcr扩增引入index(图3)。
这种*的建库流程可保留样本的复杂度,适用于不同质量的样本类型,如完整rna、降解rna、ffpe样本等。使用统一引物进行cdna合成,不会受gc含量的影响,且无需引入随机oligo序列,避免检测snp或点突变时出现假阳性。
图3. collibri rna测序建库流程
collibr™ stranded rna文库制备试剂盒同样能够实现快速建库。包括rrna去除在内,转录组文库构建可在6.5小时内完成。这样使得从rna提取到文库构建完成的总时间缩短至10.5小时左右。
可选的collibri h/m/r rrna depletion kit还能从100-1000 ng人、小鼠或大鼠总rna中去除rrna。与市面上其它rrna去除方法不同,这种试剂盒基于亲和探针杂交和磁珠纯化方法,可特异地去除rrna序列。探针的数量和靶向位置均经精心设计,可以去除28s、18s、5.8s、45s、5s、mt16s和mt12s核糖体序列。
collibri rna文库制备试剂盒内包含rna-seq文库构建所需的所有组分,除了片段化酶、rna末端修饰试剂、adaptor、连接酶、反转录试剂、文库扩增试剂外,还包含rrna去除试剂、纯化磁珠以及index primer等。
文库定量
基于qpcr的collibri文库定量试剂盒能够对文库有效浓度进行准确定量,适合大批量样本的文库定量。该试剂盒包含collibri文库定量预混液、collibri dna标准品和collibri文库稀释缓冲液。在文库定量时,使用一组6个预先稀释的dna参考标准品来生成标准曲线,通过这一标准曲线可测定样本文库浓度。
基于invitrogen™ platinum™ ii taq 热启动dna聚合酶的qpcr预混液含有靶向illumina p5和p7 adaptor序列的引物。platinum ii taq 热启动dna聚合酶可以均匀扩增gc含量不同和长短各异的dna片段,因此是定量测序文库的理想选择。
与荧光检测方法相比,qpcr检测近测定含有p5和p7 adaptor的文库片段,因此能够更加特异和准确地检测ngs测序文库。collibri检测十分灵敏,可以定量飞摩尔量级的片段文库。起始量要求极低,通常仅需4 μl稀释的文库样本,浓度>0.0002 pm即可。同样,颜色指示可降低反应配制期间移液错误的风险。
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