PerkinElmer NGS整体解决方案助力新冠病毒的测序研究

       2019年底新型冠状病毒引发的肺炎疫情在武汉出现，并向全国乃至全球蔓延。世界卫生组织将这个新型冠状病毒暂时命名为“2019-nCoV”。冠状病毒是一个大型病毒家族，已知如中东呼吸综合征(MERS)和严重急性呼吸综合征(SARS)是2种高致病性冠状病毒。冠状病毒是具外套膜的正链单股RNA病毒，其特点是可以以自身为模板，指导合成病毒相关蛋白质。病毒进入宿主细胞后，首先以病毒RNA为模板表达RNA聚合酶，随后RNA聚合酶完成负链RNA的转录合成、各种结构蛋白mRNA的合成，以及病毒基因组RNA的复制。新型冠状病毒是以前从未在人体中发现的冠状病毒新毒株。随着全球监测和研究工作的深入，可能会发现更多种类的冠状病毒。

通过高通量NGS测序可以协助病毒溯源，监控病毒变异，掌握病毒的发展方向，也可以为抗病毒药物研发提供科学依据。为了弄清新型冠状病毒的起源，中国研究人员对9例住院患者的样本进行高通量测序，获得了完整和部分的2019-nCoV基因组序列。他们发现，这种新型冠状病毒在遗传学上与SARS和MERS冠状病毒不同，但与两种蝙蝠来源的冠状病毒密切相关。新病毒可能是最近才出现的，并采用与SARS相同的分子通道进入人体[1]。

       珀金埃尔默具有完整的NGS解决方案，产品涵盖样品收集、核酸提取、核酸质控、NGS自动化文库构建工作站及NGS建库试剂等几个方面。利用珀金埃尔默公司的NGS产品，可以实现从样品收集、提取、NGS建库及文库质控的全流程解决方案。

PerkinElmer NGS全流程解决方案

       1、病毒RNA提取：Chemagen自动化核酸提取方案

       相关阅读

       新冠病毒检测之Chemagen自动化核酸提取方案

       2、病毒RNA质控及NGS文库质控：Labchip GX Touch

病毒RNA质控：由于不同样品之间病毒含量差异较大，不少样品病毒量稀少，在NGS文库构建需要进行RNA质控，了解RNA的提取质量情况对下游实验及数据分析等都有非常重要的意义。

       我们创新的LabChip® GX Touch微流体技术提供了无与伦比的电泳分离效果。LabChip® RNA分析为大小介于100 至6000个核苷酸之间的RNA样品提供了一种快速简易的定量方法。利用RNA检测实验分析RNA样品，通过自动化步骤来进行样品定量和完整性分析，可以节省时间和金钱。LabChip的RNA分析能够为用户提供RNA浓度，以及核糖体RNA比值作为完整性检测的指标。RQS为一个介于0和10之间的质量评分，其中“10”表示样品完好无损。RQS与其它商业指标的相关度极好。

图示：RNA样品的降解过程，强制性的对完整的RNA通过加热一系列指定时间使之降解，以展示样品的降解过程。

       NGS文库质控：构建好的NGS文库，可以利用NGS 3K试剂盒进行NGS文库的质控。LabChip DNA NGS 3K实验能够提供最灵敏的浓度检测范围(起始样品浓度5-500pg/μL)，已远远超过其他的DNA荧光标记技术。无论是何种应用，LabChip DNA NGS 3K检测都只需要很低的样本量。这个实验尤其适合有稀缺文库样本的质控。

图示：DNA NGS 3K实验可达成的灵敏度。同一NGS文库样本进行6次3倍系列稀释，实验结果展示了LabChip DNA NGS 3K的灵敏度及检测下限。数据结果由LabChip GX Touch仪器生成。

       除了以上RNA质控及高灵敏度的NGS 3k芯片试剂，Labchip可以在同一个平台上完成高灵敏度DNA/RNA样品分析、弥散性DNA样本分析， 以及RNA和基因组DNA样本的完整性分析，且每个样品耗时可低至28秒。本系统既有最大批处理能力为24个样品、帮助节约时间和试剂用量的型号LabChip GX Touch 24，又有适用于高通量实验室的型号LabChip GX Touch HT，可达成384的处理能力。您可根据具体的应用选择适合的数据输出：电泳峰图、虚拟胶图或数据表格。

       3、NGS建库自动化方案：自动化文库构建工作站

       NGS建库流程复杂，对液体处理精准度要求高，利用自动化工作站进行NGS文库构建，具有流程标准化、样品之间重复性好，精准度好，通量高等特点。根据通量大小、自动化程度的不同，珀金埃尔默提供了多款自动化NGS文库工作站供选择。

       Sciclone G3 NGSx iQ高通量自动化建库工作站，通过整合协同工作， 自动化程度获得极大提高： 一个Twister III五维机器人手臂、可存放27盒枪头的储板栈、高通量精准移液的Sciclone G3 NGSx文库制备工作站、内嵌桌面式Inheco ODTC热循环仪、直观图示化的用户界面、经PKI 专业开发验证、兼容不同品牌供应商建库试剂盒的NGS自动化建库程序，确保高质量的DNA或RNA的NGS文库构建。大量已经 验证的NGS建库程序，确保NGS文库的快速制备。使用这套无人值守自动化建库系统，您可以空出更多时间去做更具智力挑战性的工作，分析实验数据、设计您的下一个实验方案等。

       Sciclone G3 NGSx iQ HT 高通量自动化建库工作站，基于Sciclone G3 NGSx iQ工作站做进一步升级，配备384通道移液头，内置抓扳手及外置Twister III五维机器人手臂、内嵌桌面式Inheco ODTC热循环仪。是目前市场上唯一 一款提供从核酸到文库的微型化、标准化、测试应用的仪器。反应的微型化节约了宝贵的试剂，并允许研究人员以相同的成本运行更多的样品。

       Sciclone® G3 NGSx工作站是我们的高通量解决方案，适用于文库制备、序列捕获及样品归一化。该系统每周可制备多达480个文库或192个外显子组捕获文库，且灵活性极强，每轮能处理8到96个样品。此外，Sciclone® G3 NGSx工作站的全封闭平台设计，可使交叉污染降至更低水平。该系统在针对前PCR工作流程设计优化之余，同样适用于后PCR工作流程。

       Zephyr® G3 NGS工作站是一个简单易用的文库制备系统，经过专门的设计和预编程，可应对新一代测序样品制备工作流程中的后PCR步骤――磁珠纯化、qPCR体系构建、样品归一化、样品混合（多重）实验。同时也是追求性价比的中通量实验室的前PCR建库系统的好选择。

       JANUS G3 NGS Express(PLUS)工作站配备直观的文库制备应用界面，可实现片段化文库、扩增子、靶向捕获等文库制备及样品归一化。它是中低通量台式测序系统的完美补充。

       4、NGS建库试剂：NextFlex 文库构建试剂盒

新型冠状病毒是具外套膜的正链单股RNA病毒，利用NextFlex Directional RNA-seq kit 2.0 可以构建链特异性RNA文库，通过对病毒的测序来进行病毒变异、宿主溯源等深入研究。

       珀金埃尔默提供了行业领先的二代测序文库构建试剂产品组合，包含DNA、RNA、Small建库试剂，扩增子/探针杂交捕获试剂以及建库流程中使用到的接头和纯化磁珠。同时珀金埃尔默提供相应的自动化试剂盒包装，可以直接应用于珀金埃尔默的NGS自动化文库构建工作站。

       以上珀金埃尔默提供的NGS整体解决方案可以极大地提升新型冠状病毒的研究效率，为科学家们更好地进行病毒溯源，掌握病毒变异，预测发展方向以及药物研发提供有力保障。

       参考文献

       [1] Lu R, et al. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding. Lancet. 2020 Jan; S0140-6736 (20): 30251-8.

关于珀金埃尔默：

　　珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球，我们拥有13000名专业技术人员，服务于180多个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2018年，珀金埃尔默年营收达到约28亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn