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Illumina透露半导体测序仪的更多细节

发布人:AG娱乐 来源:AG 发布时间:2020-10-10 19:47

  2016年度的基因组生物学技术进展大会(AGBT)于上周在美国奥兰多举行。Illumina的CEOJayFlatley在大会上宣布了其半导体测序平台,即Firefly计划的更多细节。

  Flatley表示,Firefly将打开新的市场,因为它是如此简单。最终目标是制成这样一种设备,输入的是原始样本,而输出的是报告。尽管Illumina还没有实现,但Firefly无疑是朝着那个方向迈进了一步。

  正如Illumina之前提到的,Firefly是基于它在2008年收购Avantome时获得的CMOS技术。Illumina一直在开发Avantome的技术,但从未商业化,因为这项技术离不开emulsionPCR。然而,Illumina希望将边合成边测序技术(SBS)与半导体芯片相融合。

  Firefly设备本质上是一个带有纳米孔的CMOS传感器。纳米孔嵌入光电二极管中,让DNA沉积。簇生成和测序都在CMOS芯片上直接发生。由于CMOS是个单通道的设备,Flatley表示,研究人员必须弄清楚如何开发单通道的边合成边测序技术。

  Firefly将采用一种新的编码技术。对于IlluminaHiSeq测序仪采用的四通道技术,每个核苷酸被一种单独的荧光染料标记,并在四个不同的光学通道中检测。而之后推出的NextSeq则采用了一种双通道技术。这种技术使用两种荧光染料,其中鸟嘌呤总是暗的,腺嘌呤和胞嘧啶用单个染料标记,而胸腺嘧啶用两个染料标记。

  在单通道技术中,胸腺嘧啶将有一个永久的荧光标记。腺嘌呤将有相同的荧光标记,但这种染料是可以去除的。鸟嘌呤将永远是暗的。另外,胞嘧啶一开始是暗的,但之后会加上荧光标记。

  Flatley随后演示了这个方案如何读取DNA。在四个核苷酸的第一幅图像中,A和T同时被标记并可以检测。之后,在第二幅图像中,A的染料切除,并添加到C上。这样,第二幅图像中只有C和T发荧光。通过综合两幅图像的信息,所有四种碱基很容易被区分。在内部测试中,Illumina已经证明了99%的原始读取准确性和2x150bp读长,与HiSeqX的表现相当。

  这个平台将包含两个模块,总体积达1立方英尺。一个模块将用于文库制备,能够在3.5小时内平行制备8个文库,且无人值守。文库制备卡盒将利用IlluminaNeoPrep所使用的数字微流体技术。用户只需加入样品和引物。这个设备将带来8个单独的文库,或合并成一个文库,用于测序。

  制备好的文库随后上样到测序卡盒中,其中包含CMOS芯片。测序大约需要3.5-13小时,具体取决于应用,随后结果可上传到BaseSpace云计算,进行数据分析。这个系统将由iPad驱动,因此可无线。

  Fifefly有望在2017年下半年商业化,售价低于3万美元,而每个样品的耗材成本约为100美元。Flatley表示,Firefly的产量达到1Gb,使其特别适合靶向研究、耐药性以及个人基因组测序等应用。

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