 一、仪器简介 美国贝克曼库尔特有限公司在分子检测技术市场的大背景下，推出了GeXP多功能遗传分析系统。该系统集基因表达定量、DNA测序、SNP、MLPA、STR、片段分析等功能为一身，是目前功能最全的分子生物学分析平台。从2007年面世至今，得到国内外诸多方面的应用，例如众多医院、研究所、疾病控制中心、高校、医学研究中心以及药厂和诊断试剂开发公司在药物筛选，病原微生物鉴定等方面的应用。GenomeLab GeXP多功能遗传分析系统集多项遗传分析功能于一体，利用创新的毛细管电泳技术、专利的多重XP-PCR技术，同时解决很多相关的分析难题。GeXP系统是基因表达多重定量分析的准确、经济、高通量的最新解决方案，它能够在一个反应中对多至35重的目标基因的表达情况进行定量分析比较，是多重PCR领域的革命性技术。它巧妙的将多重PCR技术和毛细管电泳技术结合起来，采用通用引物与特异引物相结合的方法，通过专利技术来实现多重PCR产物定量检测的目的。GeXP系统克服了普通SDS-PAGE胶操作繁琐、重复性差和定量PCR方法通量低等弊端，是目前唯一可以进行低成本高效的多重PCR定量分析的技术平台。 二、该遗传分析系统的相对于该类仪器的优势和特点 1、毛细管技术具有极大的优势和特点：该仪器采用8 道 33 cm 的内涂层毛细管，并采用内涂层降低电渗流的干扰，提高电泳分辨率。使用具有专利的LPA-1物理胶，无毒，分离效果好。在激光发射方面，有二只激光器激发四色荧光，判读准确。同一台仪器可完成DNA测序、片段分析和2-40重定量表达谱分析，节约成本和提高效率。该仪器可实现自动上样、自动灌胶、自动凝胶替换、自动排气泡和自动光学系统校准，保证结果精准。 2、对于多基因检测，可实现分析结果的准确可靠及高效：GeXP将多个内参基因、目的基因及内质控基因整合在同一反应中进行分析，消除了分管操作的移液误误差和孔间系统误差，提高了实验结果的准确性和重复性。可进行多基因的mRNA定量检测：GeXP利用专利的XP-PCR技术可以每个反应分析40个基因的mRNA表达水平，每天可完成7680个基因表达定量检测，用于信号通路研究、基因调控网络研究和重要性状相关基因鉴定等。不仅降低了实验成本，同时提高了实验效率。 3、对于低丰度的样本体现极高的检测灵敏度：GeXP能够检测0.5倍基因表达量变化,且具有较高的线性关系(0.5倍递增稀释，R2>0.99)。 4、具有强大的遗传分析功能：GeXP还可用于DNA测序分析、单核苷酸多态性（SNP）分析、短串联重复（STR）分析、杂合性缺失（LOH）分析、多重连接探针扩增（MLPA）分析、甲基化分析、可变剪接变异体、融合基因等，是目前功能最为全面的分析平台。 5、低样本起始量：只需要5-50ng总RNA就能够定量分析基因的表达水平，非常适合分析临床上的珍贵样本及单细胞。同时，对于FFPE 处理的组织标本同样能获得非常好的结果。 6、可进行单细胞遗传分析：GeXP与AmpliGrid单细胞基因扩增系统相结合，可实现对单个细胞的遗传物质进行分析，如单细胞测序、单细胞染色体拷贝数分析和单细胞基因表达谱分析等。 7、分析软件功能强大，具备整套解决方案：GeXP拥有一套先进的软件分析工具，将引导您完成从引物设计到最终的基因表达谱结果分析的全过程。 三、GenomeLabTM GeXP的应用 (一）、XP—PCR技术 是一种多重基因表达分析技术。多重PCR只需要少量样本即可检测多个目的基因，但是传统的多重PCR方法在扩增子之间经常会有明显的扩增偏倚，从而无法对多个基因进行定量分析。这种偏倚性扩增主要是由引物之间的相互作用产生的，包括引物间的交互作用、浓度以及与序列有关的扩增效率差异等。这种差异经常在PCR扩增的后半程或者平台期出现。为了克服这种扩增偏倚，Beckman开发了一种新的多重PCR方法，称为XP-PCR。它可以利用通用引物把多重PCR转化为只有一对引物扩增的单重PCR，使各个扩增子具有同样的扩增效率，不同扩增子之间的比例始终保持在相同水平，最后通过毛细管电泳技术对扩增产物进行定量即可得到不同基因的起始模板量。该技术可以开展研究个体基因表达在不同时间、不同阶段、不同生理、病理条件下、不同组织/器官基因表达的特点，以发现疾病特异性的或药物作用的靶点基因。例如：发育过程中、进食/饥饿、干扰/非感染、外加因素影响/非（无）外加因素影响、正常/肿瘤、用药/非用药等情况下基因的表达谱分析。同时可研究不同个体在相同条件下基因表达的差异，为药物治疗个性化提供理论依据。例如：不同个体在相同用药条件下，基因表达的差异。目前较多地应用于病原微生物的鉴定。例如：”目前鸡病毒性呼吸道病的诊断方法”主要有病毒分离鉴定、血清学试验和分子生物学方法，病毒分离培养是诊断的金标准等，但受临床病料的新鲜度采样时间和保存运输条件的限制并存在检测周期长，操作繁琐和成本昂贵等问题的影响，在实际应用中具有一定的局限性。利用GeXP多重基因表达遗传分析系统技术，有学术团队先后建立了8种脑炎相关虫媒病毒，12种呼吸道病毒，手足口病病原分型和11种亚型人乳头瘤病毒的Ge XP高通量检测方法，可同时在一个样本的一次反应中检测出多种病毒。 （二）药物毒理学研究 GeXP技术可将药物毒性与基因表达特征联系起来，通过基因表达分析便可确定药物毒性，使得药物毒性或不期望出现的效应在临床使用前得以确认。GeXP技术可对单个或多个有害物质进行分析，确定化学物质在低剂量条件下的毒性，分析、推断有毒物质对不同生物的毒性可比性。如果不同类型的有毒物质所对应的基因表达谱有特征性的规律，那么，通过比较对照样品和有毒物质的基因表达谱，便可对各种不同的有毒物质进行分类，在此基础上通过进一步建立合适的生物模型系统，便可通过基因表达谱的变化来反映药物对人体的毒性。 中药以其丰富的资源、独特的疗效、较小的毒副作用引起世界的关注，然而中药现代化研究的难点就在于中药成分的复杂性和中药作用机制的复杂性。GeXP技术可为研究者提供一个很好的平台，MultitoxPlex Kit 中包括的基因覆盖了大多数常见的药物代谢关键酶，可在一个PCR反应中同时检测25个基因的改变，是中药机理研究的比较经济实用的工具。另外，GeXP可通过比较特定基因不同产地药材的表达谱差异，建立药品表达谱数据库。 （三）、AFLP技术 在经典的AFLP分析中，操作者往往化费了大量的时间和精力对电泳的结果进行分析和对比。有此类软件虽然可以对电泳结果进行自动化的显性和共显性分析，但结果输出形式复杂，不易进行对比分析。GeXP多功能遗传分析系统拥有独立的AFLP结果分析软件，其检测线和灵敏度大为提高，既可以对片断的有或无进行识别，并以1/0 的方式表示，用户只需点击代表片断的蓝色方格，就可以直观的看到每一个片断的电泳峰图，实现了数字化的操作软件。软件还允许操作者只观察那些多态性有差异的样本，大大的简化了操作步骤。同时还可以对片断进行定量分析，以显示基因片段含量的差异。 GeXP强大的数据输出格式可允许使用者借助于第三方软件将毛细管电泳产生的峰形图转换成类似于平板电泳的条带图以利于比较以及进行系统发生学分析的树状图。GeXP片段分析软件还提供100多个滤器对原始数据进行分析筛选，以减少无效数据对结果的干扰。不同批次的样品可采用同一参数进行分析以保证实验结果分析的一致性和标准化。 （四）、SSR技术 尽管SSR分布于整个基因组的不同位置上，但其两端的序列是相对保守的单拷贝序列。根据SSR两端的单拷贝序列设计一对特异引物，扩增每个位点的SSR序列，通过毛细管电泳分析就可以知道核心序列的长度多态性。有研究报道利用包含简单重复序列的表达序列标签（EST - SSR）被用来确定在小麦锈病抗性相关的分子标记。研究人员将抗条锈病植株（PI178383）和敏感型植株（Harmankaya99）进行杂交构建F2代。用GeXP技术通过72对EST-SSR引物对其进行了扩增，采用分群分析的方法，发现片段大小为200bp的Pk54基因，分别出现在抗条锈F1代与F2代个体中，在敏感性植物中却没有发现。接下来，研究人员利用Pk54基因对108个小麦品种进行了分析，结果发现其中68%的抗条锈病品种存在Pk54基因。这些结果进一步说明，该标记（Pk45）与抗条锈病的存在相关。 （五）、SNP技术 SNP是基因组中最广泛存在的遗传多态性，决定的个体间差异，其位点间隔最短， 500-1000 bp，既适合多位点，又适合多样本分析。GenomeLab SNP Start Prime Extension Kit 运用SNP 分型的金标准技术---单碱基延伸技术，能够在一个反应中进行多至10个的SNP位点的分型，特别适用于中等通量的SNP研究。 （六）、测序技术 该遗传分析仪借助经典的Sanger原理，GeXP 运用了独特的化学试剂盒染料进行高质量的测序，包括：线性聚丙烯酰胺凝胶，专利的内涂层毛细管，diTP 化学试剂、近红外区荧光以及在线变性技术。真是由于这些创新技术，才能够得到最真实的原始数据及高质量的测序结果。GeXP 结合其创新的试剂盒，毛细管，凝胶及荧光染料，最快能够在不到35分钟内完成500个碱基的测序工作。相比于其他自动测序系统，对于复杂的人类基因组序列区域，特别是针对低信号强度的序列，GeXP 具有很好的解读能力，曾有文献证明，在其他仪器上无法通过的序列，利用GeXP 能够得到极佳的结果。 四、收费及使用说明 因为该仪器的特点是研究开发型，针对不同的目标设计完全不同的检测方法，且适用范围及其广泛，对用户提出较高的要求。在进行遗传分析仪的分析之前，您需要清楚地了解您的目的，查看大量该方面的文献，特别是国外的文献，制定出合理的实验思路。在引物的设计方面，贝克曼公司提供了成熟的软件包，可以无偿提供给大家用于引物的设计。测试人员可以与送样师生共同探讨实验设计的方案，在上机之前的样品准备阶段，送样者需自行购买配套的试剂盒，合成荧光标记的引物，本中心只收取毛细管等耗材的少量费用。特别是在仪器的推广期，欢迎广大师生前来学习培训，索取培训材料，交流互动。 |