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20005152--illumina Infinium® Omni5-4 v1.2 Kit 用戶指南

更新時(shí)間：2025-05-21 點(diǎn)擊次數(shù)：347

產(chǎn)品概述

20005152--illumina Infinium® Omni5-4 v1.2 Kit 是 Illumina 公司推出的一款高性能基因分型芯片試劑盒，旨在為科研人員提供全面、準(zhǔn)確的基因組變異分析解決方案。該試劑盒基于 Infinium 技術(shù)平臺(tái)，可同時(shí)對(duì)超過(guò) 500 萬(wàn)個(gè)遺傳變異位點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，涵蓋單核苷酸多態(tài)性（SNP）、拷貝數(shù)變異（CNV）等多種類(lèi)型的遺傳變異，適用于全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）、群體遺傳學(xué)研究、疾病關(guān)聯(lián)分析、藥物基因組學(xué)研究等多個(gè)科研領(lǐng)域，助力科研人員深入探究遺傳因素與疾病、表型之間的關(guān)系。

技術(shù)原理

Infinium 技術(shù)核心

Infinium 技術(shù)基于單堿基延伸（SBE）原理和熒光檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)基因組 DNA 中特定位點(diǎn)的精確分型。該技術(shù)首先對(duì)樣本 DNA 進(jìn)行亞硫酸氫鹽處理，將未甲基化的胞嘧啶（C）轉(zhuǎn)化為尿嘧啶（U），而甲基化的胞嘧啶保持不變。經(jīng)過(guò)亞硫酸氫鹽處理后的 DNA，其序列中包含了甲基化信息，可用于后續(xù)的甲基化研究；若僅進(jìn)行基因分型研究，亞硫酸氫鹽處理則作為預(yù)處理步驟，不影響 SNP 等位點(diǎn)的檢測(cè)。

芯片設(shè)計(jì)與雜交

Illumina Infinium® Omni5-4 v1.2 Kit 的芯片上固定了大量針對(duì)目標(biāo)變異位點(diǎn)設(shè)計(jì)的寡核苷酸探針。這些探針與基因組 DNA 片段互補(bǔ)，在雜交過(guò)程中，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的樣本 DNA 會(huì)與芯片上的探針特異性結(jié)合。每個(gè)探針的 5' 端固定在芯片表面，3' 端對(duì)應(yīng)目標(biāo)變異位點(diǎn)的上游一個(gè)堿基，確保探針與目標(biāo) DNA 片段準(zhǔn)確配對(duì) 。

單堿基延伸與信號(hào)檢測(cè)

雜交完成后，加入 DNA 聚合酶和帶有熒光標(biāo)記的雙脫氧核苷酸（ddNTP）進(jìn)行單堿基延伸反應(yīng) 。DNA 聚合酶會(huì)根據(jù)目標(biāo)位點(diǎn)的堿基類(lèi)型，將對(duì)應(yīng)的帶有特定熒光標(biāo)記的 ddNTP 添加到探針的 3' 端。例如，若目標(biāo)位點(diǎn)是 A，帶有特定熒光標(biāo)記的 ddATP 會(huì)被添加到探針上。由于 ddNTP 缺少 3'-OH 基團(tuán)，延伸反應(yīng)在添加一個(gè)堿基后終止。

隨后，通過(guò)熒光掃描儀對(duì)芯片進(jìn)行掃描，檢測(cè)每個(gè)位點(diǎn)上的熒光信號(hào)。不同的熒光顏色對(duì)應(yīng)不同的堿基類(lèi)型，根據(jù)熒光信號(hào)的強(qiáng)度和顏色組合，即可確定每個(gè)位點(diǎn)的基因型。對(duì)于 SNP 位點(diǎn)，通常會(huì)有兩種或三種不同的熒光信號(hào)組合，分別對(duì)應(yīng)不同的基因型；對(duì)于 CNV 分析，則通過(guò)比較多個(gè)相鄰位點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度變化，判斷目標(biāo)區(qū)域的拷貝數(shù)情況。

產(chǎn)品特點(diǎn)

超高檢測(cè)通量：可同時(shí)檢測(cè)超過(guò) 500 萬(wàn)個(gè)遺傳變異位點(diǎn)，一次實(shí)驗(yàn)即可獲取大量的基因組信息，極大地提高了研究效率，適用于大規(guī)模的全基因組研究和復(fù)雜疾病的多因素分析。

高準(zhǔn)確性與可靠性：經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，Infinium 技術(shù)具有的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。通過(guò)對(duì)多個(gè)重復(fù)樣本的檢測(cè)驗(yàn)證，該試劑盒的基因型一致性可達(dá) 99% 以上，能夠?yàn)榭蒲薪Y(jié)果提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

廣泛的位點(diǎn)覆蓋：涵蓋了國(guó)際通用的基因組參考數(shù)據(jù)庫(kù)（如 dbSNP、1000 Genomes Project 等）中的大量功能性和常見(jiàn)變異位點(diǎn)，同時(shí)也包含了針對(duì)特定人群、疾病或研究領(lǐng)域優(yōu)化的位點(diǎn)，確保對(duì)關(guān)鍵遺傳信息的全面捕獲。

靈活的應(yīng)用范圍：不僅適用于人類(lèi)樣本的基因分型研究，也可通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整應(yīng)用于其他物種的遺傳分析。無(wú)論是基礎(chǔ)科研、臨床研究還是藥物研發(fā)，都能為研究人員提供有價(jià)值的基因組數(shù)據(jù)。

配套的數(shù)據(jù)分析工具：Illumina 提供了一系列配套的數(shù)據(jù)分析軟件（如 GenomeStudio、BlueFuse Multi 等），這些軟件操作簡(jiǎn)便，功能強(qiáng)大，可幫助科研人員快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、基因型分析和結(jié)果可視化。從原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制到復(fù)雜的 CNV 分析，都能得到一站式的解決方案。

使用方法

實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備

樣本準(zhǔn)備：

樣本類(lèi)型：該試劑盒適用于多種樣本類(lèi)型，包括新鮮全血、EDTA 抗凝全血、口腔拭子、FFPE（福爾馬林固定石蠟包埋）組織等。但不同樣本類(lèi)型的處理方法有所差異，需根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的樣本。

DNA 提取：使用高質(zhì)量的 DNA 提取試劑盒，按照說(shuō)明書(shū)的操作步驟從樣本中提取基因組 DNA 。提取后的 DNA 需進(jìn)行濃度和純度測(cè)定，建議使用 Nanodrop 分光光度計(jì)或 Qubit 熒光定量?jī)x檢測(cè)。DNA 濃度應(yīng)在 50 - 200 ng/μL 之間，A260/A280 比值應(yīng)在 1.8 - 2.0 之間，以確保 DNA 質(zhì)量符合實(shí)驗(yàn)要求。

試劑與耗材準(zhǔn)備：

試劑盒檢查：收到 Illumina Infinium® Omni5-4 v1.2 Kit 后，立即檢查試劑盒包裝是否完好，確認(rèn)各試劑組分是否齊全，包括 DNA 處理試劑、雜交試劑、延伸試劑、洗滌緩沖液、芯片等。查看試劑的有效期，確保在有效期內(nèi)使用。將試劑盒短暫離心（低速，如 2000 - 3000 rpm，離心 1 - 2 分鐘），使附著在管蓋上的試劑集中于管底。

其他耗材：準(zhǔn)備無(wú)菌的 PCR 管、移液器吸頭、離心機(jī)、振蕩混合器、水浴鍋、恒溫培養(yǎng)箱等實(shí)驗(yàn)耗材和設(shè)備。確保所有耗材均為無(wú)菌、無(wú)核酸酶污染狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行正常。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境準(zhǔn)備：在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，對(duì)實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)面進(jìn)行清潔和消毒，使用 75% 酒精擦拭臺(tái)面。確保實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度和濕度穩(wěn)定，避免環(huán)境因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室生物安全和無(wú)菌操作規(guī)范，防止樣本污染。

實(shí)驗(yàn)操作步驟

DNA 處理：

亞硫酸氫鹽轉(zhuǎn)化（可選，用于甲基化研究或作為預(yù)處理步驟）：取適量提取的 DNA 樣本，按照試劑盒說(shuō)明書(shū)中的操作步驟進(jìn)行亞硫酸氫鹽轉(zhuǎn)化。該過(guò)程包括 DNA 變性、亞硫酸氫鹽處理、中和及純化等步驟，將未甲基化的 C 轉(zhuǎn)化為 U，同時(shí)保留樣本的 DNA 完整性。轉(zhuǎn)化后的 DNA 需進(jìn)行定量和質(zhì)量檢測(cè)，確保轉(zhuǎn)化效率達(dá)到 90% 以上。

DNA 片段化與標(biāo)記：將處理后的 DNA 進(jìn)行片段化處理，使其成為適合與芯片探針雜交的片段長(zhǎng)度。然后，對(duì) DNA 片段進(jìn)行標(biāo)記，通常采用末端標(biāo)記的方法，在 DNA 片段的末端添加特定的標(biāo)簽，以便后續(xù)與芯片探針結(jié)合。

雜交：將標(biāo)記好的 DNA 樣本與雜交緩沖液混合均勻，加入到 Infinium® Omni5-4 v1.2 芯片的反應(yīng)孔中。將芯片放入雜交爐中，按照設(shè)定的溫度和時(shí)間進(jìn)行雜交反應(yīng)（一般為 48 - 72 小時(shí)）。在雜交過(guò)程中，DNA 片段會(huì)與芯片上的探針特異性結(jié)合，形成穩(wěn)定的雜交復(fù)合物。

洗滌：雜交完成后，將芯片從雜交爐中取出，放入洗滌工作站中，使用洗滌緩沖液進(jìn)行多次洗滌。洗滌過(guò)程旨在去除未結(jié)合的 DNA 片段和雜質(zhì)，確保芯片上只保留與探針特異性結(jié)合的 DNA。洗滌步驟需嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)操作，控制洗滌時(shí)間和溫度，以保證洗滌效果。

單堿基延伸：向芯片反應(yīng)孔中加入 DNA 聚合酶和帶有熒光標(biāo)記的 ddNTP，進(jìn)行單堿基延伸反應(yīng) 。在合適的溫度和反應(yīng)時(shí)間下（一般為 37℃孵育 2 - 4 小時(shí)），DNA 聚合酶根據(jù)目標(biāo)位點(diǎn)的堿基類(lèi)型，將對(duì)應(yīng)的 ddNTP 添加到探針上，完成單堿基延伸。

熒光檢測(cè)：延伸反應(yīng)結(jié)束后，將芯片放入 Illumina iScan 等熒光掃描儀中進(jìn)行掃描。掃描儀會(huì)根據(jù)熒光標(biāo)記的不同顏色和強(qiáng)度，對(duì)每個(gè)位點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和記錄，生成原始數(shù)據(jù)文件。

數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)導(dǎo)入：將掃描得到的原始數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入 Illumina GenomeStudio 等數(shù)據(jù)分析軟件中。軟件會(huì)自動(dòng)識(shí)別數(shù)據(jù)文件中的信息，并將其轉(zhuǎn)換為可分析的格式。

質(zhì)量控制：在數(shù)據(jù)分析前，需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制。通過(guò)軟件中的質(zhì)控模塊，檢查樣本的整體信號(hào)強(qiáng)度、檢出率、SNP 分型聚類(lèi)情況等指標(biāo)，剔除質(zhì)量不合格的樣本和位點(diǎn)。一般要求樣本的檢出率大于 95%，SNP 分型聚類(lèi)清晰，信號(hào)強(qiáng)度均勻。

基因型分析：使用軟件的基因型分析模塊，對(duì)經(jīng)過(guò)質(zhì)量控制的數(shù)據(jù)進(jìn)行基因型 calling 。軟件會(huì)根據(jù)熒光信號(hào)的強(qiáng)度和顏色組合，自動(dòng)判斷每個(gè)位點(diǎn)的基因型，并生成基因型數(shù)據(jù)表格。對(duì)于不確定的基因型，可通過(guò)手動(dòng)調(diào)整聚類(lèi)邊界或參考其他樣本的基因型進(jìn)行修正。

CNV 分析（可選）：如果需要進(jìn)行拷貝數(shù)變異分析，可使用 BlueFuse Multi 等專(zhuān)門(mén)的 CNV 分析軟件。將基因型數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件后，通過(guò)與參考基因組進(jìn)行比對(duì)，分析樣本中目標(biāo)區(qū)域的拷貝數(shù)變化情況，并生成 CNV 分析報(bào)告。

結(jié)果解讀與可視化：根據(jù)研究目的，對(duì)基因型和 CNV 分析結(jié)果進(jìn)行解讀。可使用軟件中的可視化工具，生成聚類(lèi)圖、曼哈頓圖、熱圖等，直觀展示研究結(jié)果。同時(shí)，結(jié)合生物學(xué)背景知識(shí)和研究假設(shè)，對(duì)結(jié)果進(jìn)行深入分析和討論，挖掘潛在的遺傳信息。

實(shí)驗(yàn)后處理

試劑與耗材處理：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將剩余的試劑按照要求保存于 - 20℃冰箱中，避免反復(fù)凍融。對(duì)于已開(kāi)封的試劑，需盡快使用，并在使用前檢查試劑是否有變質(zhì)或污染的跡象。使用過(guò)的耗材（如 PCR 管、吸頭、芯片等）屬于生物廢棄物，應(yīng)按照實(shí)驗(yàn)室生物安全規(guī)定進(jìn)行分類(lèi)處理，進(jìn)行高壓滅菌或化學(xué)消毒后丟棄。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與備份：將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果進(jìn)行妥善存儲(chǔ)，建議使用專(zhuān)用的服務(wù)器或硬盤(pán)進(jìn)行備份。同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的命名和分類(lèi)，以便后續(xù)查詢和使用。為了確保數(shù)據(jù)的安全性，定期對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，并建立數(shù)據(jù)恢復(fù)機(jī)制。

注意事項(xiàng)

樣本質(zhì)量：樣本的質(zhì)量直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，確保提取的 DNA 濃度和純度符合要求，避免樣本降解和污染。對(duì)于 FFPE 組織樣本，由于 DNA 質(zhì)量可能較差，需特別注意提取方法和質(zhì)量檢測(cè)，必要時(shí)可進(jìn)行多次提取和純化。

試劑使用：嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)要求的儲(chǔ)存條件保存試劑，避免試劑因儲(chǔ)存不當(dāng)而失效。使用試劑時(shí)，應(yīng)使用無(wú)菌的移液器和吸頭，避免交叉污染。每次取試劑后，及時(shí)將試劑管蓋緊，放回冰箱保存。不同批次的試劑可能存在差異，盡量使用同一批次的試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性。

實(shí)驗(yàn)操作：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，嚴(yán)格遵守操作步驟和時(shí)間要求，確保每個(gè)步驟的準(zhǔn)確性和一致性。在進(jìn)行 DNA 處理、雜交、洗滌等操作時(shí)，要注意避免樣本蒸發(fā)和污染。同時(shí)，保持實(shí)驗(yàn)環(huán)境的清潔和穩(wěn)定，減少外界因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。

數(shù)據(jù)分析：在數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，要注意選擇合適的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)和分析方法。對(duì)于不確定的結(jié)果，需進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)證和分析。同時(shí)，保護(hù)數(shù)據(jù)的隱私和安全，遵守相關(guān)的數(shù)據(jù)管理規(guī)定。

常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法

樣本檢出率低：

原因：可能是樣本 DNA 質(zhì)量不佳、DNA 濃度過(guò)低、雜交條件不合適、洗滌過(guò)度等。

解決方法：重新檢測(cè)樣本 DNA 的濃度和純度，確保其符合實(shí)驗(yàn)要求；適當(dāng)增加 DNA 上樣量；優(yōu)化雜交條件，如調(diào)整雜交溫度、時(shí)間和雜交液配方；檢查洗滌步驟，減少洗滌次數(shù)或降低洗滌強(qiáng)度，避免過(guò)度洗滌導(dǎo)致結(jié)合的 DNA 丟失。

SNP 分型聚類(lèi)不清晰：

原因：可能是熒光信號(hào)強(qiáng)度不足、探針設(shè)計(jì)不合理、樣本存在污染、實(shí)驗(yàn)操作誤差等。

解決方法：檢查熒光掃描儀的參數(shù)設(shè)置，確保信號(hào)檢測(cè)的準(zhǔn)確性；重新評(píng)估探針的設(shè)計(jì)，選擇特異性更高的探針；對(duì)樣本進(jìn)行污染檢測(cè)，如檢測(cè)是否存在外源 DNA 污染；仔細(xì)檢查實(shí)驗(yàn)操作步驟，避免操作誤差，如確保試劑添加準(zhǔn)確、混合均勻等。

CNV 分析結(jié)果異常：

原因：可能是參考基因組選擇不當(dāng)、數(shù)據(jù)分析參數(shù)設(shè)置不合理、樣本存在批次效應(yīng)等。

解決方法：根據(jù)研究物種和樣本類(lèi)型，選擇合適的參考基因組；優(yōu)化 CNV 分析軟件的參數(shù)設(shè)置，如調(diào)整閾值、滑動(dòng)窗口大小等；對(duì)樣本進(jìn)行批次效應(yīng)校正，如使用 ComBat 等軟件進(jìn)行處理。

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