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細胞游離DNA（cell-free DNA，cfDNA），是指在細胞外呈現(xiàn)游離狀態(tài)的DNA，在血清、血漿、腦脊液、唾液、尿液和糞便中均有發(fā)現(xiàn)。血液中cfDNA在疾病的早期篩查、診斷、預(yù)后和監(jiān)測等方面具有重要潛在價值，正逐漸成為液體活檢應(yīng)用的重要生物標志物。由于cfDNA含量很低，健康人外周血中cfDNA濃度大部分在1-100ng/ml（在部分疾病狀態(tài)下如腫瘤、術(shù)后、病毒感染等，cfDNA水平可見升高）。而且由于處理方法或提取方法的差異，cfDNA樣本中可能含有較大的核酸片段比如基因組DNA的污染，這些大片段會對后續(xù)二代測序的文庫構(gòu)建產(chǎn)生負面的影響，從而導(dǎo)致測序深度降低。因此，我們需要一種既有高的靈敏度，又能夠?qū)φ麄€樣本質(zhì)量進行全面評估的質(zhì)控方法。
對cfDNA樣本的質(zhì)控主要是評估提取得到的cfDNA的質(zhì)量、濃度及純度，有無基因組DNA的污染，以及cfDNA樣本的單核小體、雙核小體和三核小體的分布等。使用cfDNA樣本做NGS基因檢測時需要對多個環(huán)節(jié)進行質(zhì)控以確保檢測結(jié)果的可靠性，因此不排除偶爾會出現(xiàn)cfDNA產(chǎn)量不足從而導(dǎo)致樣本測序失敗的情況。
LabChip® GX TouchTM 微流控核酸分析儀基于PerkinElmer微流控芯片技術(shù)，提供全面、高質(zhì)量的NGS質(zhì)控數(shù)據(jù)。它以蝕刻芯片為載體，整合上樣、分離、檢測、清洗等過程，在納升體系內(nèi)對DNA或RNA樣品進行快速、準確、高重復(fù)性的定性和定量分析。只需一步設(shè)置，即可完成全天多個批次樣品分析，可實現(xiàn)相當高程度的自動化與標準化。
圖1. LabChip® GX TouchTM微流控核酸分析儀
最新問世的cfDNA檢測試劑，專為cfDNA質(zhì)控應(yīng)用而開發(fā)，更將其檢測靈敏度、定量準確性推上了高度。
cfDNA assay優(yōu)化體現(xiàn)在哪里？
cfDNA樣本通常在LabChip® GX TouchTM微流控核酸分析儀或其他系統(tǒng)上進行質(zhì)控分析，但存在一個常見問題是，提取樣本中的鹽以及其他有機或生物成分的殘留可能導(dǎo)致高分子量內(nèi)標信號下降或高分子量內(nèi)標峰消失，進而導(dǎo)致cfDNA定量和片段大小測定不準確。為解決此問題，我們引入50bp的DNA片段作為內(nèi)標，用于cfDNA定量。我們還優(yōu)化了凝膠篩分基質(zhì)，可以最快的檢測速度和最高靈敏度，實現(xiàn)單、雙核小體cfDNA的基線分離。cfDNA assay的濃度定量準確度和精確度與市售競品方法相當或更優(yōu)。此外，LabChip cfDNA assay被證明可用于分析使用多種市售提取試劑盒制備的cfDNA樣本。
LabChip cfDNA assay的濃度檢測線性范圍為5-100pg/μL，可檢測樣品板中濃度低至2.5pg/μL (S/N>3) 的cfDNA樣本。定量準確度在目標濃度的±20%以內(nèi)，片段大小準確度在目標片段大小的±10%以內(nèi)。LabChip cfDNA assay是一種可靠的高通量、自動化、易用型檢測方法，可在1.5小時內(nèi)對一次芯片制備中多達96個cfDNA樣本的濃度和片段大小進行量化檢測，并提供cfDNA樣本中污染物的定性信息。
圖2. cfDNA實驗的LOD和線性測試 A）連續(xù)稀釋液中cfDNA樣本（起始濃度為50-1000pg/μL）定量結(jié)果：電泳圖所示為連續(xù)稀釋樣本的cfDNA彌散條帶分布；B）參比方法（競品方法A）測得單核小體cfDNA濃度與LabChip® GX TouchTM測得濃度的關(guān)系圖。
該檢測方法與cfDNA提取工作流程的兼容性
我們使用三種市售cfDNA提取試劑盒（PerkinElmer chemagic cfDNA 1.5k Kit, QIAamp® Circulating Nucleic Acid Kit, ThermoFisher MagMAX® Cell-Free DNA Isolation Kit），按照制造商推薦方案（使用不同血漿量）提取cfDNA樣本。用所需體積的TE緩沖液稀釋所提取的樣本，使之歸一化為每毫升血漿起始量。采用LabChip cfDNA assay對樣本進行分析，結(jié)果列于圖3和表1中。從數(shù)據(jù)中可以看出，LabChip cfDNA實驗的定量和片段大小檢測不受cfDNA提取殘留物的影響，無論使用何種提取試劑盒進行提取，均可用于分析cfDNA樣本。
圖3: 使用chemagic 360、Qiagen和Magmax提取試劑盒提取的cfDNA樣本的疊加電泳圖
表1: cfDNA檢測的采用不同提取試劑盒提取的樣本單核小體cfDNA濃度（歸一化為每毫升血漿起始量）
cfDNA檢測所需耗材
| P/N CLS157242 | cfDNA檢測試劑盒 |
| P/N CLS144006 | X-mark芯片*（用于LabChip GX Touch HT） |
| P/N CLS145331 | X-mark芯片*（用于LabChip GX Touch 24） |
*LabChip DNA X-Mark芯片單獨出售
LabChip GX Touch系統(tǒng)優(yōu)勢
隨著cfDNA assay的推出，LabChip GX Touch真正成為了All-in-One的樣本質(zhì)控利器：
采用業(yè)內(nèi)金標準的微流控芯片技術(shù)，簡化凝膠電泳實驗中的繁瑣操作步驟
10種Assay，提供全面NGS質(zhì)控
? 起始樣品：基因組DNA、cfDNA、RNA、mRNA、small RNA
? 建庫流程：接頭去除、片段選擇、擴增效率
? 文庫
片段大小范圍：25bp-12kb
smear檢測靈敏度：2.5pg/µL
定量準確性堪比熒光方法
同時提供片段大小分布信息
提供基因組DNA質(zhì)量評分（GQS，也稱為DQS）和RNA質(zhì)量評分（RQS）
LabChip GX Touch可用于NGS和生物樣本庫的樣本質(zhì)量評價，而且這兩項質(zhì)量評分被收錄于兩項國家標準：“高通量測序的核酸類樣本質(zhì)量控制通用要求GB/T 40664—2021"，以及“生物樣本庫核酸樣本質(zhì)量評價方法GB/T 40974—2021"。
樣本上樣量少：150nl足矣
自動化快速檢測
可快至28s/樣品，實時獲得定性定量數(shù)據(jù)
無需手動上樣、人工chip prime
靈活的通量選擇——1-24乃至1-384樣品/輪
具備醫(yī)療器械備案注冊證（一類）
真正“用得起"的平臺——芯片可重復(fù)使用
