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技术创新丨诺唯赞Dimer Free技术突破NGS行业难题
2024年03月05日


高通量测序文库构建时,你是不是也常常碰到这种情况:文库峰型图中目标文库前面出现非特异性片段,呈尖刺状,这就是二聚体,主要是由接头或引物自连所形成。




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图1. 含二聚体的文库示意图

二聚体的存在会对实验结果造成较为严重的影响,一直是行业内亟待解决的难题。

二聚体的存在会导致以下问题:


1. 操作体验繁琐

在湿实验阶段需要针对不同投入量调整接头用量;

2. 影响数据质量

干扰文库真实产出的测定,导致有效下机数据量不足,数据质量差,难以满足后续分析需求;

3. 增加测序成本

严重时需加测数据量,造成时间和人力成本相应增加。


我们深深理解面对以上问题时的痛苦,因此,诺唯赞研发团队坚持不懈地研究,寻求创新的突破。经过无数次的试验和改进,最终开发出了Dimer Free技术(简称:DF技术),能够从根本上降低二聚体残留,提升数据质量,并统一接头用量,优化操作体验。为更准确和更便捷的建库实验保驾护航。


Dimer Free技术原理介绍

DF- Dimer Sniper消除原理
经研究发现,T4 DNA连接酶不仅可以对接头和模板进行连接(TA连接),同时也能够对其他不匹配的碱基进行连接(接头之间的TT连接)。在建库过程中形成的小片段二聚体,就是由于这种非特异性连接形成的错配产物,见下图2。

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图2. T4 连接酶连接示意图

针对这一碱基错配特征,诺唯赞研发团队进行了深入研究和多次试验,最终从原核生物中发现了一种能够识别碱基错配的限制性内切酶,并以此为基础,通过蛋白质功能改造平台,运用理性设计和定向进化技术,进一步提升了该内切酶的识别特异性和切割活性,最终成功研发出一款高效的内切酶,命名为Dimer Sniper。该内切酶能够特异性地对T-T错配碱基进行切割,从而有效地消除接头二聚体。

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图3. DF- Dimer Sniper消除原理


DF- Flowsizer筛选原理
除接头二聚体之外,在文库扩增过程中也会形成引物二聚体,这些二聚体的长度比正常文库偏小。基于这一特点以及对纯化过程的深入理解,诺唯赞研发团队开发出一款专门去除小片段的洗脱试剂,命名为Flowsizer。其原理类似于分子筛,可以根据片段大小的差异进行筛选,如下图4所示。在文库的回收过程中添加,可以特异性的对接头和引物二聚体进行去除,大幅提升目标文库比例。

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图4. DF- Flowsizer筛选原理

测试数据展示

接头二聚清除效果测试:

对含有不同比例接头二聚体的文库进行测试,接头二聚体的去除效率均高达80%以上(最高可至100%)。

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图5. 接头二聚体去除效果图


引物二聚清除效果测试:
在多重扩增建库中,文库纯化阶段使用DF技术可以显著降低引物二聚体的比例(高达90%以上),实现有效靶标的高效富集,提升测序的有效数据产出和靶标检出率。

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图6. 引物二聚体去除效果图


统一稀释倍数,优化操作流程

在以往的建库实验中,针对核酸投入量的不同,需要对接头进行不同比例的稀释,以减少二聚体的产生。现在,得益于DF技术的成功研发,可以真正做到“兼容”不同模板投入量,无需调整接头稀释比例,如图7所示。在提升操作体验的同时,也意味着在低模板投入量的场景下,可以通过增加接头用量来进一步提高文库转化率。

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图7. 二聚体去除效果图


诺唯赞将对多系列产品统一引入二聚体清除技术,优化操作体验,全面改善测序结果,助力您的实验提质增效,敬请期待!


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