История
История
Thermo Fisher Scientific предлагает два решения для работы с микрочипами.
Это станции GeneChip Scanner, которая позиционируется как прибор для работы главным образом в области репродукции и онкологии, а также исследования предрасположенности к каким-либо заболеваниям, и Gene Titan Multi-Channel – платформа для высокопроизводительного генотипирования, области применения которой не ограничены: устройство применяется и в виноделии, и в различного рода векторной селекции, а также в геномике, биобанках, изучении микробиома и других направлениях.
Каждый из нас и каждый живой организм вообще уникален, и эта уникальность заложена в том числе в наш геном. Следовательно, знания о собственных предрасположенностях позволяют человеку определить образ жизни, питания, возможные физические нагрузки, а также прогнозировать некий терапевтический ответ лекарственных препаратов для того, чтобы максимально раскрыть свой потенциал.
Генотипирование дает возможность медицине быть предиктивной и превентивной: определение генетической предрасположенности к различным заболеваниям, в том числе многофакторным, определяет уровень риска той или иной патологии. Именно на этой основе можно подобрать комплекс препаратов и рассчитать максимально эффективную дозу, не только спасая таким образом организм от каких-то негативных факторов (побочных воздействий), но и минимизируя экономический ущерб.
Предиктивная геномика стала мощным инструментом и прогнозирования риска заболеваний, и понимания реакции определенного организма на какие-либо лекарственные средства.
Эта же технология в сельском хозяйстве дает возможность векторной селекции получения животных или растений с достоверными генетически заявленными признаками. Нужно это в племенной работе, нутрициологии, определении индекса племенной ценности, с этим связаны и другие различные аспекты в области селекции животных и растений.
Вот так выглядит решение Axiom Precision Medicine Diversity Research Array (PMD Research Array) – это готовая панель, разработанная компанией ТермоФишер с консультацией с мировыми лидерами. Здесь вы можете посмотреть все те аспекты, которые затрагивают 850 тысяч маркеров, находящихся на данном чипе.
ДНК-микрочип – это своеобразный микропланшет, в котором на твердую поверхность из стекла методом фотолитографии нанесены тысячи точек с олигонуклеотидами в заданной последовательности. Это так называемые зонды. Каждая такая ячейка разделена еще на множество платформ, где минимальная «единица» называется «фичерс» (от Features) и имеет размер 5 х 5 микрон, где рядышком расположены одинаковые зонды.
Принцип фотолитографии реализован так: существует подложка, так называемая стеклянная вафля, на которую наносится фоточувствительный слой и делает эту платформу инертной. Сверху накладывается маска с отверстиями в определенных позициях, через которую пропускается свет. В результате реализуется фотолитография – печать на твердой поверхности с участием света. Именно в четко заявленных нами (посредством маски) местах происходит отжиг олигонуклеотидов. Таким образом, мы получаем чип с заявленным нами контентом на нем. Эти стеклянные подложки могут быть на 49 массивов, на 400 массивов и т.д.
Вот как происходит создание микрочипа: есть некая синтетическая, в нашем случае стеклянная матрица – на каждом ее фичерсе олигонуклеотиды синтезируются in situ прямо на самой подложке, на самом стекле. Меченная биотином мишень гибридизуется, и мы видим флюоресценцию. От флюоресцирующих фичерсов сканер получает информацию и обрабатывает ее.
Производство микрочипов, включая подготовку подложки, сам процесс фотолитографии, сборку картриджей и выпуск готовых микрочипов – это уникальный производственный процесс. Фотолитография давно уже используется в производстве полупроводников и зарекомендовала себя как очень точная технология. Именно это и обеспечивает получение высококачественных массивов микрочипов с непревзойденной надежностью и воспроизводимостью. Уникальность данной технологии в том, что 100% заявленного контента от партии к партии находится на своем месте. А маски, о которых мы говорили, пожизненно хранятся в архиве компании ThermoFS, так что начать свой эксперимент можно с любого желаемого момента, чтобы повторить прежний или продолжить каким-то другим образом.
Отметим, что помимо технологии от ThermoFS на рынке присутствуют и другие различные технологии микрочипов. В частности, их создают на принципе микрочастиц. У этой технологии есть свои особенности – так называемый дроп-аут эффект: происходит некое выпадение частиц, и в результате контент на чипе уже не 100%-ный. В публикациях указывается на то, что от партии к партии выпадение составляет примерно от 5 до 20%. Иногда это ликвидируется двух-трехкратным повторением, но этот прием повышает себестоимость единичной точки исследования, то есть как раз заявленной исследователем мишени.
В предложении от компании ThermoFS есть различные виды чипов, которые можно использовать как в Gene Titan, так и в GeneChip Scanner; эти подложки совершенно различны, от 24 образцов до 384 в зависимости от плотности.
Рабочий процесс для Gene Titan занимает около пяти дней
Процесс включает выделение ДНК, классическую амплификацию, фрагментацию, гибридизацию ДНК, лигирование, отмывку и анализ в программах AxiomAnalysis Suite (если это касается Gene Titan) и ChAS (Chromosome Analysis Suite), если речь о Gene Chip Scanner.
При работе с обоими приборами вмешательство оператора минимально. С третьего дня прибор работает автономно до получения результатов исследования.
Так выглядят результаты работы программного обеспечения в программе ChAS, где можно увидеть настоящий «портрет» каждой хромосомы. ChAS разработан с участием ведущих экспертов.
А так выглядит программное обепечение AxiomAnalysis Suite, где все удобно и графически выведено на экран.
Можно не только визуализировать данные, но и выбрать, в какие режимы их затем экспортировать.
С помощью личного кабинета Вы сможете:
Сравнение
