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5个关键词 | 华大智造2021测序仪业务线新品解读

2021-11-22 16:16| 编辑: 归去来兮| 查看: 5038| 评论: 0|来源: 基因Share | 作者:朱指导

摘要: 导读:从2015年算起,这已经是华大智造在ICG发布新品的第7年。今年,华大智造一共发布了6款新品,包括测序仪业务线的全平台升级、自动化业务线的进一步扩张,以及新业务线的最新部署。如同iPhone之于苹果,测序仪之 ...


导读:从2015年算起,这已经是华大智造在ICG发布新品的第7年。今年,华大智造一共发布了6款新品,包括测序仪业务线的全平台升级、自动化业务线的进一步扩张,以及新业务线的最新部署。如同iPhone之于苹果,测序仪之于华大智造,备受行业关注。

从测序仪市场的商业化机型来看,2021年暂无新机型问世,但这并不代表各大测序仪厂商没有新机可发,而是随着测序市场的成熟,大家都会越来越关注既有产品的抛光、打磨和用户体验今天我们一起来看看,华大智造今年在测序仪业务线发布了哪些新东西。


    关键词1:V2.0   


V2.0,是指DNBSEQ-T7的测序试剂盒2.0版本。从今年10月份起,华大智造正式在客户端启动DNBSEQ-T7全新升级,主要包括:全新版本的测序试剂(V2.0)、仪器控制软件和算法更新、配套MGIDL-T7(DNB自动化加载仪器)软硬件升级,具体而言:

· 在生化层面,V2.0试剂配方更新,同时优化了滚环扩增时间,数据产出更高、更稳定。
· 在软件层面,与V2.0测序试剂套装配套的仪器控制软件升级、算法升级,数据质量进一步抬升。
· 在硬件层面,对MGIDL-T7进行了参数调优,优化了DNB加载流程。

这一套“组合拳”下来,让已是“全球日通量最高测序平台”的T7的整体性能进一步提升,其中关乎数据有效率的Dup%值被拿捏得死死的”,基于NA12878的单barcode WES文库 PE150测序(100X)应用上的测序结果显示:Dup%基本控制在5%以下,其他品牌同级别通量机型往往做到10%左右就已经是尽力了。
表1 Mapping分析结果之Duplication Rate



    关键词2:PE300   
  

对于短读平台而言,PE300或SE600可以说是各大机型的“读长天花板”。目前已经支持6种读长模式的MGISEQ-2000又一次完成“自我突破”—基于FCS小通量载片的PE300测序试剂盒,在读长方面实现了从PE200到PE300的飞跃。在此之前,市面在售能实现PE300或SE600的只有两个系列的机型:一个是illumina的MiSeq系列,另一个是Thermo Fisher的Ion GeneStudio S5系列,如今华大智造MGISEQ-2000终于跻身此列。


表2 具备PE300/SE600读长能力的三款机型一览


与MiSeq PE300和S5 SE600在10~20M级别的有效Reads产出不同,MGISEQ-2000 PE300达到了300M reads+的水平,这个通量与可以实现PE250 的HiSeq 2500/1500(Rapid V2)和NovaSeq (SP)相当,但最后的“300位 HiSeq将士”即将成为历史,幸好留给大家的选择如今又多了一个。

表3 作为PE300替补方案的PE250各大机型对比



    关键词3:MLG   


MLG,一种全新的DNA纳米球的制备与加载技术,是Make DNB、Load DNB、Grow DNB这三个动作的首字母缩写,也正是此次华大智造2000平台突破PE300的关键所在。这一技术的核心是“DNB两步养成计划”。


“DNB养成”的核心是DNB生成和加载。利用滚环扩增生成DNB后要将其加载到阵列式的测序载片上,理想状态为测序载片上的每一个修饰位点都“与且仅与”一个DNB结合,而现实却“很骨感”。例如:

1.一些位点没有结合任何DNB,咱们可以将其称之为Empty Spots。
2.一个位点上同时结合多个DNB,即Mixed Spots。
3.一个“体型异常”的DNB横跨多个位点,即Split DNBs。


尤其是横跨多个位点的DNB(Split DNB)可能会被软件错误地识别为多条Read,从而形成 Optical Duplicate Reads。在进行DNB加载时,DNB大小均一性越差以上情况会越发严重,进而直接影响到碱基信号的识别,降低本轮测序实验有效数据的产出和数据质量。而且,测序载片密度越高(例如,每个位点之间的间距从900nm缩减到715nm),对DNB大小均一性的要求也会相应增高。


为了提高DNB均一性,进一步提高有效数据产出和测序质量,通常可以通过缩短DNB生长时间(即滚环扩增时间)来实现。但是缩短DNB生长时间又将带来新的问题—DNB拷贝数减少,不能满足后续测序要求怎么办?


如何做到提高DNB大小均一性的同时又保证DNB拥有满足测序要求的足量拷贝数呢?MLG技术可以!MLG技术基本流程如下图所示:

图1 DNBSEQ核心技术及其优化后的MLG技术对比


第一步,DNB生成:通过缩短滚环扩增时间获得一批“小个头”的DNB(比如,先只复制扩增100个拷贝数),以此提高DNB的均一性。


第二步,DNB加载与二次生长:等这些“小个头”DNB在载片位点上“占好位置”,再加入相应的生化反应试剂将其激活,让它们在载片位点上继续滚环扩增、继续生长(即Grow DNB),直至长到后续测序实验所需的大小(例如支撑PE300测序,则可进一步增加DNB拷贝数)


目前MLG技术不仅被用于MGISEQ-2000 PE300试剂盒的开发,也同样应用到了T7 平台的V2.0 PE150试剂盒,进一步提高了T7平台单载片的有效数据产出(5000M+)。



   关键词4:BBS   


BBS是Bioanalysis By Sequencing的首字母缩写,即边测序边分析。从华大智造与中国疾控传染病所公布的合作Ⅰ期成果来看,BBS大大提高了NGS技术的测序时间分辨率”,即相邻两次数据输出的最小时间间隔。BBS可以让测序仪在足够快的时间内提供动态变化的下机数据,为基于宏基因组测序方法的病原体检测,提供了“一键三连”的便利:快速识别、准确鉴定、精准溯源,一次get所有。


图2 BBS与常规测序的“测序时间分辨率”对比图



   关键词5:ATOPlex   


ATOPlex是华大智造的多重PCR定制平台,也是今年正式发布的建库试剂盒定制化业务的代名词。基于该技术的新冠Panel在疫情期间支援全球,国内“客定版”Panel也订单不断,在本次发布会上该产品也终于正式外对。该产品具体信息大家可参考华大智造官方介绍材料。


   结语   


经过几年的快速发展,华大智造从“野蛮生长”步入了“正规军时代”,其更加注重产品性能和产品功能的完善,重视用户体验和用户反馈,并积极邀请用户参与研发测试。就像最初的互联网行业,真正发展起来还是要靠用户。而在这个发展过程中,我们每个人都将到技术带来的红利。

 

截止到目前,今年还未有新的测序机型完成商业化,其实关于机型更新迭代,市面上一直有两种声音:迭代太快和迭代还不够快。关于这个行业的机型更新与迭代,你怎么看?欢迎大家参与讨论。


说明:本文为读者投稿,文章作者为利益相关方。


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