シンプルでお手頃!デジタルPCRによる絶対定量とは?

シンプルでお手頃!デジタルPCRによる絶対定量とは?

様々なアプリケーションに拡大するQuantStudio 3D デジタルPCRシステム

従来のデジタルPCRは煩雑なワークフローを必要とし、導入コストが高いため、これまで長い間、デジタルPCRの導入の障壁となっていました。弊社は、サンプルをローディングして簡単にスタートできるシンプルさと導入コストの大幅な削減を、QuantStudio 3D デジタルPCRシステムによって実現しました。

デジタルPCRは、標準曲線を作成しなくても絶対定量を可能にする技術で、従来のリアルタイムPCRのアプリケーションの境界を拡げます。Ct値を使用せずに個々のDNA分子の検出を行うことで、さまざまな実験においてより高い感度と精度を提供します。QuantStudio 3D デジタルPCRシステムによる代表的なアプリケーションには次のようなものがあります。(もちろん、これらに限定されません。)

従来のデジタルPCRやリアルタイムPCRシステムと比べて、そのシステムサイズやランニングコストを大幅に削減し、ハンズオンステップを簡単にしたQuantStudio 3D デジタルPCRシステムは、デジタルPCRの導入の障壁を取り除き、より多くの研究室に核酸検出・定量の最適化を図っていただけます。

よりシンプルなワークフローでプロセス効率を向上

百聞は一見にしかず。QuantStudio 3D デジタルPCRシステムはこんなに簡単にサンプルのローディングと読み取りが可能です。

QuantStudio 3D デジタルPCRシステムは、専門知識がなくてもデジタルPCRを行えるようにデザインされています。反応ミックスをバーコードタグのついたチップにロードし、デュアルフラットブロックを備えたサーマルサイクラ―でPCR増幅し、ターゲット濃度を読み取るだけです(読み取りには1分もかかりません)。チップは24枚まで一度にPCR反応を行うことができます。

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図1 QuantStudio 3D デジタルPCRのワークフロー

デジタルPCRを実施する際には、核酸の混合物を多数の反応ウェルに分配します。1個のウェルに1つのターゲット分子が入るか、あるいは入らないように分配します。各ウェルを同時並行でPCRを行い、PCR後にターゲット分子を含まないウェルの数をカウントします。

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図2 デジタルPCRの原理。デジタルPCRを実施する際には、核酸の混合物を、あるウェルは1個のターゲット分子を含 む一方、他のウェルにはターゲットを含まない程度に多数の反応ウェルに分配します。各反応液で通常のPCRを実施し、ターゲット分子を含まないウェルを同定しま す。標準的な統計モデルで補正計算を行い最終的な濃度の値を得ることができます。デジタルPCRではコピー数の定量にCt値を使用しないので、絶対定量において 既知のスタンダードとの比較が不要となります。

標準的な統計モデルのポアソンモデルで、複数のターゲット分子が分配された可能性のあるウェルに関して補正計算を行い、最終的な濃度の値を算出します。デジタルPCRでは、コピー数の定量にCt値を使用しないため、従来のリアルタイムPCRのように既知濃度のスタンダードサンプルとの比較をしなくても絶対定量が可能になります。

QuantStudio 3D デジタルPCRシステムは、高密度のナノ流体工学に基づく専用のチップを使用します。このチップは独立した20,000もの反応ウェルを持ち、サンプルは20,000ウェルに分配されます。固体シリコン基板に刻み込まれた均一サイズのウェルを有するチップによって、直接的かつ安定したサンプルの分配が可能となり、1回のランで数千のデータポイントを解析できます。

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図3 QuantStudio 3D デジタルPCR 20Kチップ。各チップには均一なサイズの20,000個の反応ウェルがあり、最適化されたローディングが可能です。この数は1つのサンプルには十分な数です。1サンプル/チップなのでもう1回のランに十分なサンプル数が集まるまで待つ必要はありません。

サンプルおよびPCR産物は、この効率的なプロセスの間ずっと密閉されており、コピー数/μLという解釈の容易な結果を得ることが可能です。

QuantStudio 3D デジタルPCRシステムは、TaqManおよびSYBRケミストリの両方で検出が可能です。TaqManケミストリは、qPCR実験での偽陽性を最小限に抑え、融解曲線解析の必要性も最小限にします。QuantStudio 3D デジタルPCRを用いたアプリケーションでは、800万種類を超えるプレデザインのTaqManアッセイを使っていただくことができます。

信頼性の高い絶対定量

QuantStudio 3DデジタルPCRは、コピー数/μLを算出する上でそのデータの品質を評価します。データ品質が良くない場合や不合格の場合は、AnalysisSuiteクラウドソフトウェアを用いる2次解析で、さらに確認を行うことを促すフラグが付加されます。本ソフトウェアは2次解析に対応しており、弊社の個別化されたクラウドベースのユーザーアカウントを使用することで、インターネット接続されたどのコンピューターからでも解析が可能です。データ移動はシームレスで完全に自動化されています。また、内部ネットワークやUSBフラッシュドライブなどを用いたデータ移動も可能です。

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図4 QuantStudio 3D デジタルPCRシステムを用いて行った1次解析。装置本体のタッチパネル部にはコピー数/μLで表した絶対定量の結果およびクオリティフラッグが表示されます。データファイルはウェブ上のパーソナライズされたクラウドベースの当社のユーザーアカウントを通じて自動的にQuantStudio 3D AnalysisSuite ソフトウェアにトランスファーされます。クラウドにアクセスする代わりに、スタンドアローンのサーバーを利用することも可能です。QuantStudio 3D AnalysisSuite ソフトウェアで相対定量モジュールを使用したデータ解析の例をラップトップパソコンのスクリーンに表示しています。複数チップからのデータを自動的に統合し、自動的にレアイベントおよび野生型イベントを色分けした散布図を自動的に表示させる機能は、稀少なアレルの検出などに最適です。さらには、レアタイプと野生型タイプ、および不明なタイプとの境界をマニュアルで設定することも可能です。

特定のアプリケーションで、さらにデータのQCを行ったり、複数チップの解析を行ったりする場合も、Analysis Suiteソフトウェアを使用できます。チップのデータは安全なクラウド環境にアップロードされ、絶対定量や相対定量など異なるアプリケーションモジュールを使用して解析が行われます。また、ビジュアル化によりチップの確認、クラスタリング、コピー数多型(CNV)の計算などが可能です。

簡単でお手頃なデジタルPCRを全てのラボに

他社製のデジタルPCRと比較してみると、QuantStudio 3D デジタルPCRシステムで実現できる節約と同程度の節約をするのには、平均的な使い方(1年あたり1,000サンプルラン)をしたとして少なくとも10年かかります。本システムは、お手頃な価格によって、より多くの研究室が核酸の検出・定量を向上させ、効率化を図る機会を提供します。デジタルPCRで使用できる800万種類以上のTaqManアッセイが用意されているため、時間と調達コストをさらに削減することが可能です。

ARアプリでQuantStudio 3DデジタルPCRをバーチャルに体験しよう

QuantStudio 3DデジタルPCRシステムのバーチャルツアーで、その革新的な機能と密閉されたチップベースのワークフローをご体験ください。

AR(Augmented Reality)アプリをご自身の iOS™Android™デバイスにダウンロードし、ARターゲットをプリントしていただければ、お好きな時間、どこででもQuantStudio 3DデジタルPCRシステムのバーチャル体験をしていただくことができます。

ARアプリでは以下のQuantStudio 3D デジタルPCRの絶対定量の概要や実際の操作を紹介しています。

  • 絶対定量やレア変異の検出など、デジタルPCRの主なアプリケーションを紹介
  • 17分間の動画、わかりやすいイラスト
  • チップベーステクノロジーを紹介する双方向のワークフローガイド
  • ご自身の研究室で実物大のバーチャルなQuantStudio 3D デジタルPCRシステムを写真撮影
  • Applied Biosystems ユーザーコミュニティなど、弊社がオンラインで提供するリソースへのアクセス

まとめ

たくさんの内容をカバーしてきましたが、ここで要点をまとめてみたいと思います。皆さまの研究室において、QuantStudio 3D デジタルPCRシステムの活用を検討していただくきっかけになればと思います。

まずは、何と言ってもシンプルに操作できることです。QuantStudio 3D デジタルPCRシステムは、チップベースのワークフローによって、ハンズオンステップとサンプル調製を最小限にし、高い精度と感度を実現しています。

第二に、精度をコントロールしたナノ流体工学により、1チップあたり20,000個の反応ウェルにサンプルを分配し、標準曲線を用いることなく絶対定量を行います。

最後に、QuantStudio 3D デジタルPCRシステムは、他社の半分以下の価格というお手頃な価格でご利用いいただくことができます。

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