Ion-Torrent基因测序仪-课件

SemiconductorSequencingforLife™IonTorrent离子半导体测序平台为医学与转化医学研究带来新的机遇SemiconductorSequencingforL新一代半导体高通量Ion测序平台介绍Ion

torrent平台在医学及临床诊断领域应用

1）肿瘤

2）妇婴生育保健领域

3）HLA分型4）病院微生物领域IonTorrent部分用户名单内容新一代半导体高通量Ion测序平台介绍内容新一代半导体高通量Ion测序平台介绍3新一代半导体高通量Ion测序平台介绍3IonSemiconductorSequencing:

Scalability,Simplicity,Speed,BenchtopSequencingforAllPGM™forGenes.Proton™forGenomes.SequencingforAll.2011Q12012Q3Ion

PGMTM

SequencerIon

ProtonTM

SequencerIonSemiconductorSequencing:

Ion测序技术平台

——FirstPostLight™sequencingtechnology

Founded2007byJonathanRothbergPioneerednextgenesequencingFounded454,CuraGen,RaindancePartofLifeTechnologieswithofficesinConnecticut,Massachusetts,andCaliforniaGlobalmanufacturingsitesAnnouncein2010AGBTLaunchedDecember2010Ion测序技术平台

——FirstPostL快速完成检测PGMChips:314Chip:1.2Mwells316Chip:6.1Mwells318Chip:11MwellsRothbergJ.M.etalNaturedoi:10.1038/nature10242SensorPlateSiliconSubstrateDrainSourceBulkdNTP∆pH∆Q∆VSensingLayerH+4种dNTP依次流过Ion芯片DNA聚合反应产生的氢离子的直接检测每个碱基的检测只需要几秒快速完成检测PGMChips:RothbergJ.M.扩展性高

CMOS(互补金属氧化物半导体)技术40年的摩尔定律简单天然dNTP无激光光源非光学检测无拍照系统非荧光检测非酶级联放大检测速度快快速完成测序反应芯片就是测序仪扩展性高芯片就是测序仪IonPI™ChipIonPI™Chip用来完成外显子组和转录组测序

IonPII™Chip完成全基因组测序165MwellsUpto10Gb60-80M

FilteredReads1-2Exomes1-4Transcriptomes660MwellsUpto20Xhumangenome240-320M

FilteredReads4-8Exomes4-16TranscriptomesIonPII™ChipThecontentprovidedhereinmayrelatetoproductsthathavenotbeenofficiallyreleasedandissubjecttochangewithoutnoticeIonPI™ChipIonPI™Chip用来完成外显SmallGenomeTranscriptome100M1G10GSequenceOutputperRun100GExomeSmalltoLargeGenePanels10MUnprecedentedScalability

10,000-FoldFromIon314™toIonPIII™ChipIon316™Ion314Ion318™IonPII™Human

GenomeIonPI™IonPIII™From1.2MillionSensors…to1.2BillionSensorsThecontentprovidedhereinmayrelatetoproductsthathavenotbeenofficiallyreleasedandissubjecttochangewithoutnoticeSmallGenomeTranscriptome100M1Ion技术平台在各研究领域应用10ppt课件Ion技术平台在各研究领域应用10ppt课件Ion-Torrent基因测序仪--课件病源微生物领域：

细菌、病毒等denovo全基因组测序菌群宏基因组测序（16SrRNA）耐药菌株筛选妇婴生育保健领域：新生儿遗传病筛查无创产前诊断胚胎移植前染色体/遗传病检测（试管婴儿）线粒体DNA突变筛查肿瘤领域：早期诊断、个性化治疗、预后监督Ion测序平台应用于临床诊断及医学研究HLA分型：器官移植、个性化药物治疗病源微生物领域：妇婴生育保健领域：肿瘤领域：早期诊断、个性化1.IonAmpliseq技术应用于肿瘤诊断及个性化治疗IonAmpliseq技术多重PCR靶向捕获技术，在一个反应管内可同时进行几千重甚至上万重PCR

起始DNA量最低仅需10ng，适合FFPE标本及其他微量标本适合降解样本，采用150bp引物扩增设计Readsontarget效率高（96%以上），覆盖均一性好+1.IonAmpliseq技术应用于肿瘤诊断及个性化治疗ConstructLibraryPrepareTemplateRunSequenceAnalyzeDataIonAmpliseqPanels----固定或定制试剂盒DNA----基因突变筛查：

CancerHotspotPanelv2:50个肿瘤相关基因，207个扩增子

ComprehensiveCancerPanel:409个肿瘤相关基因，16000个扩增子

IonAmpliseqExome：全外显子组CustomPanels：定制客户感兴趣的肿瘤基因

CommunityPanels：结肠癌/肺癌、乳腺癌/卵巢癌，白血病，心血管病等RNA----基因表达量筛查：RNACancerPanel：50个肿瘤相关基因RNAApoptosisPanel：267个凋亡相关基因

CustomRNAPanels：定制客户感兴趣的肿瘤基因ConstructLibraryPrepareTempl（1）肿瘤热点突变试剂盒：IonAmpliSeq™CancerHotspotPanelv250个肿瘤基因，207扩增子，2855个热点突变（COSMIC数据库）,一天完成检测（1）肿瘤热点突变试剂盒：IonAmpliSeq™Can晚期直肠癌患者的石蜡切片样本，在配套服务器上分析时间约10分钟

PGM检测到的突变，经毛细管电泳测序验证，结果一致黄色标注的是在COSMICDatabase里找到的和肿瘤相关的突变信息：KRAS：直肠癌常见突变，如果患者发生此突变一般需要进行放射性化疗，单抗药物治疗效果不佳；

TP53：此突变预示该患者的预后效果会较差；APC：此高频突变常出现在晚期癌症患者，具有诊断意义。金域医学检验中心利用CancerHotspotPanel进行肿瘤基因突变筛查晚期直肠癌患者的石蜡切片样本，在配套服务器上分析时间约10（2）综合肿瘤试剂盒：IonAmpliSeq™ComprehensiveCancerPanel*Preliminarygenelistavailable/communityDetectionofsomaticvariantsto~10%allelefrequencyUsewithIon318™Chip409个肿瘤基因,~16,000扩增子，一张318芯片检测一个标本（2）综合肿瘤试剂盒：IonAmpliSeq™Compr（3）针对客户感兴趣基因定制Ampliseq试剂盒：IonAmpliSeq™CustomPanels

适用于包括肿瘤等各种疾病研究及诊断Enteryourcustomtargetregionsupto1Mbatwithmajorityofdesignscompletedinaslittleas2.5hoursUpto6,144ampliconsperpool,withthespecificityanduniformityofPCRDNAtoannotatedvariantcallsinaslittleas10hours（3）针对客户感兴趣基因定制Ampliseq试剂盒：Ion（4）合作开发肿瘤试剂盒：IonAmpliSeq™CommunityPanels与顶尖的研究人员共同设计（4）合作开发肿瘤试剂盒：IonAmpliSeq™ComIonAmpliSeq™Exome~294,000primerpairsacross12primerpools>24,500-plexPCR!~2.4MPCRsperplateof8exomes!!TotalDNAinputaslowas50ngCovers>97%ofCCDS(Release12)>19,000codinggenes,>198,000codingexons,noUTRs,miRNAs,orncRNAs~85%ofhumandisease-causingvariantsfoundincodingregionsorsplicejunctions1Ampliconsizerange225-275bpAverageinsertsizeis~202bpIonAmpliSeq™ExomeKitsincludeIonPI™Chipsv2IonAmpliSeq™Exome~294,000pr二、Ion测序平台在妇婴生育保健领域中的应用育龄夫妇遗传病携带信息筛查新生儿遗传病筛查新生儿疑难杂症研究线粒体DNA突变筛查

无创产前诊断染色体异倍性胚胎移植前染色体异倍性检测胚胎移植前单基因遗传病检测

二、Ion测序平台在妇婴生育保健领域中的应用育龄夫妇遗传病应用1----无创产前诊断无创产前诊断—检测母亲血浆游离胎儿DNA

应用1----无创产前诊断无创产前诊断—检测母亲血浆游华大基因37台Proton，爱建生物32台Proton华大基因37台Proton，爱建生物32台Proton无创产前诊断实验流程无创产前诊断实验流程华大利用PGM测序平台进行无创产筛发表的SCI论文正常T13T18T2113例血浆标本：4例正常、6例T21、2例T18、1例T13

每张318芯片检测一个标本，24小时完成实验

染色体异倍体检测准确性100%ProtonI可同时检测16个标本华大利用PGM测序平台进行无创产筛发表的SCI论文正常T13Trisomy13Trisomy18试管婴儿胚胎植入前单细胞检测染色体多倍性单细胞扩增基因组DNA，利用PGM测序平台检测染色体多倍性只需要约0.5Mreads即可分析染色体多倍性316芯片可同时检测6-8个样本，318芯片可同时检测12-15个标本1-2天可出检测报告应用2----胚胎移植前染色体多倍性检测Trisomy13试管婴儿胚胎植入前单细胞检测染色体多倍性应用3----胚胎移植前单基因遗传病检测Evaluationoftargetednext-generationsequencing–basedpreimplantationgeneticdiagnosisof

monogenicdisease.FertilityandSterility.2012本文中作者对PGM平台用于PGD单基因病检测进行评估

选了6对有遗传病的夫妇，其后代得病风险高

样本为体外受精后囊胚的滋养外胚层细胞

针对遗传病相关的突变位点及indels，分别用PGM测序法及传统的qPCR法进行检测，结果100%一致

使用PGM平台进行PGD单基因病检测，准确性高、速度快、成本低应用3----胚胎移植前单基因遗传病检测Evaluatio检测方法----IonAmpliSeq™技术：靶向捕获遗传病相关基因进行测序+应用4----育龄夫妇遗传病携带信息筛查ConstructLibraryPrepareTemplateRunSequenceAnalyzeData多重PCR靶向捕获技术，最多在一个反应管内可同时进行6144重PCR

起始DNA量仅需10ng，适合各种微量标本Readsontarget效率高，覆盖均一性好（相比探针杂交靶向捕获技术）中国患有遗传疾病的人群达几千万，携带遗传病相关基因的人数就更多。这些基因很可能遗传给下一代，因此非常有必要对育龄夫妇进行遗传病相关基因检测！检测方法----IonAmpliSeq™技术：靶向捕获IonAmpliSeq™遗传病检测试剂盒

328个基因,10,000扩增子,>700种遗传病

（OMIM数据库）,一天内完成检测IonAmpliSeq™遗传病检测试剂盒

328个基因利用IonAmpliSeq™技术靶向捕获新生儿遗传病相关基因

使患病的新生儿得以早期诊断、早期治疗应用5----新生儿遗传病筛查苯丙酮尿症、先天性耳聋相关基因利用IonAmpliSeq™技术靶向捕获新生儿遗传病相关纽约州卫生署利用PGM测序平台进行新生儿筛查发表的SCI论文

研发出一套CASM方法，可以从新生儿干血斑中提取基因组DNA

通过PCR靶向获取遗传病相关基因：GALC（Krabbe症，脑白质营养不良症）PAH（苯丙酮尿症）GALT（半乳糖血症）ACADM（中链脂肪酸去氢酵素缺乏症）ACADVL（极长链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症）

利用IonPGM测序仪及一代Sanger法测序仪对5个遗传病基因进行检测，结果一致性>99%纽约州卫生署利用PGM测序平台进行新生儿筛查发表的SCI论文(6)利用全外显子组测序技术研究疑难杂症

美国一位叫HarrisonHarkins的婴儿，出生9个月之后出现了奇特的症状：

独特的面部特征、身体偏小、进食困难、发育停滞、智力缺陷等。

贝勒医学院的科学家对这种未知的罕见疾病利用全外显子组测序的方法，找到了一个功能未知基因ASXL3发生了突变，并且婴儿的双亲都没有这种突变。

为了进一步证实突变与疾病的相关性，科学家们在全球找到了3名类似症状的小孩，都有这种突变。

利用ASXL3突变信息可以用于诊断新生儿刚出生时是否患有这种罕见疾病，尽早采取治疗措施。

全外显子组测序技术非常适合于寻找疑难杂症的分子病因。(6)利用全外显子组测序技术研究疑难杂症美国一位叫HarMitochondrialgenesofdeafness：A1555GDeepsequenceforheteroplasmydetection

(>1000xcoverageonIon314)Abilitytodo16samplesperrunwithbarcodingAccuratevariantcalling,especiallyinhypervariableregionsofmitochondriaHumanMitochondrialSequencingMutationdetectedonposition15450Prof/.StefanSchusterPenn.StateUniversityRapidresequencingofmitochondrialgenomesfordiseaseresearch,biodiversityassessmentMitochondrialgenesofdeafnes线粒体疾病----13个编码多肽的基因编码产物基因分析基因变异对应的常见线粒体病种类NADHdehydrogenase(complexI)MT-ND1Leber遗传性视神经病MT-ND2心肌线粒体病，Leber遗传性视神经病MT-ND3进肌阵挛，癫痫，视神经萎缩MT-ND4Leber遗传性视神经病，线粒体肌病，Leber遗传性视神经病，张力障碍MT-ND4LLeber遗传性视神经病MT-ND5Leigh综合征，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症MT-ND6Leber遗传性视神经病，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症，糖尿病，肌张力障碍coenzymeQ-cytochromecreductase/Cytochromeb(complexIII)MT-Cytb慢性游走性红斑，Leber遗传性视神经病，线粒体肌病，心肌线粒体病，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症，帕金森病cytochromecoxidase(complexIV)MT-COX1肌红蛋白尿运动神经元疾病，铁粒幼细胞贫血MT-COX2线粒体肌病，线粒体多系统疾病，线粒体脑肌病MT-COX3Leigh综合征，慢性游走性红斑，骨骼肌溶解症ATPsynthaseMT-ATP6共济失调并发色素性视网膜炎，母系遗传Leigh综合征，家族性双侧纹状体坏死MT-ATP8共济失调并发色素性视网膜炎，母系遗传Leigh综合征，家族性双侧纹状体坏死

线粒体疾病----13个编码多肽的基因编码产物基因分析基因变线粒体疾病----22个编码tRNA的基因AlanineMT-TA进行性眼外肌麻痹ArginineMT-TRAsparagineMT-TN线粒体肌病，进行性眼外肌麻痹AsparticacidMT-TD心肌线粒体病，肌阵挛CysteineMT-TC慢性游走性红斑GlutamicacidMT-TE心肌线粒体病，慢性游走性红斑GlutamineMT-TQ线粒体肌病，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症GlycineMT-TG心肌线粒体，婴儿猝死综合征，慢性游走性红斑HistidineMT-THIsoleucineMT-TI线粒体肌病，心肌线粒体病，进行性眼外肌麻痹LeucineMT-TL1慢性进行性眼外肌麻痹，Leer遗传性视神经病，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症，线粒体肌病，心肌线粒体病，糖尿病和线粒体耳聋MT-TL2心肌线粒体病，慢性游走性红斑，慢性进行性眼外肌麻痹，线粒体肌病，铁粒幼红细胞性贫血LysineMT-TK心肌线粒体病，慢性进行性眼外肌麻痹，肌阵挛性癫痫发作伴破碎红纤维，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症，线粒体耳聋MethionineMT-TM线粒体肌病，淋巴瘤PhenylalanineMT-TF线粒体脑肌病、乳酸中毒以及卒中样发作，骨骼肌溶解症ProlineMT-TP线粒体肌病，进行性眼外肌麻痹SerineMT-TS1掌跖角化症，线粒体耳聋，肌阵挛性癫痫发作伴破碎红纤维-线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症MT-TS2糖尿病和线粒体耳聋ThreonineMT-TT心肌线粒体病，慢性游走性红斑TryptophanMT-TWLeigh综合征，共济失调舞蹈病，线粒体肌病TyrosineMT-TY慢性进行性眼外肌麻痹ValineMT-TVLeigh综合征，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症，线粒体多系统疾病12SribosomalRNAMT-RNR1帕金森病，氨基糖甙类抗生素致聋16SribosomalRNAMT-RNR2心肌线粒体病线粒体疾病----22个编码tRNA的基因AlanineM8long-rangePCR:enhancer-promoterto3’UTRRoche454Junior平台：10个标本，每次运行检测一个标本，成本约$1500persample。每个标本平均100Kreads，41Mb碱基，14.5Mb有效匹配碱基，387.9X测序深度IonTorrent平台：一张316芯片同时检测4个标本，成本约$70perlocuspersample。每个标本平均650Kreads，130Mb碱基，45Mb有效匹配碱基。所以一张316芯片可同时检测更多的标本，成本更低。若用318芯片，可同时检测32个标本，成本可低于$17perlocuspersample。三、Ion测序技术应用于HLA分型8long-rangePCR:enhancer-pro微生物全基因组denovo测序菌群宏基因组测序（16SrRNA）病毒分型耐药菌株筛选四、Ion测序技术在微生物领域的应用微生物全基因组denovo测序四、Ion测序技术在微生物领病源微生物领域1----细菌全基因组测序大肠杆菌：德国毒黄瓜炭疽杆菌葡萄球菌：韩国豆瓣酱脑膜炎双球菌阿尔莱特葡萄球菌,来源于心血管病人葡萄球菌：引起自体瓣膜心内膜炎病源微生物领域1----细菌全基因组测序大肠杆菌：德国毒黄PGM初登场，3天破译肠道致病菌第一天5月30日文库制备0104:H4和HUSC41样品（对照）菌株文库制备第二天5月31日完成第一轮测序0104:H4扩增和测序，2×2测序（Ion314芯片）第三天6月1日完成第二轮测序0104:H4测序，3×2测序（Ion314芯片）第四天6月2日序列拼接，提交数据基因组数据确认，拼接，并从NCBI提交和发布第五天6月3日设计检测方法，检测试剂盒发布TaqMan实时荧光定量检测试剂盒“作为一个公共卫生官员，就我个人的观点，IonPGM最大的优点是快速，而快速是此刻所需要的。”----Prof.Dr.MedDagHarmen明斯特大学医院“IonPGM使用了最短的时间生成基因组数据。”----JunQin华大基因LifeTechnologies公司提供整体解决方案：5天之内完成从菌株鉴定到检测试剂盒研发德国明斯特大学和中国华大基因两家机构，同时选择了IonPGM,以最短的时间，于3天之内破译致病菌

2011年5月至6月，德国暴发了由产志贺毒素大肠杆O104:H4引发的疫情，3,000多人受到感染，最终导致40多人死亡.最新一代半导体测序平台IonPGM,最快速的测序平台，仅2小时内就完成全基因组测序，3天之内鉴定其为一种新的耐药性的混合型菌株.PGM初登场，3天破译肠道致病菌第一天BluetongueVirusInfluenzaVirusBacteriophage病源微生物领域2----病毒、噬菌体全基因组测序BluetongueVirusInfluenzaViru病源微生物领域3----细菌宏基因组测序（16SrRNA）牙周炎囊性纤维化器官移植细菌感染厌氧池水质病源微生物领域3----细菌宏基因组测序（16SrRNA病源微生物领域4----病毒分型腺病毒流感病毒病源微生物领域4----病毒分型腺病毒流感病毒病源微生物领域5----筛查耐药性菌株金黄色葡萄球菌结核杆菌沙门氏菌病源微生物领域5----筛查耐药性菌株金黄色葡萄球菌结核杆AllproductsmentionedinthispresentationareForResearchUseOnly.

Notforuseindiagnosticprocedures.©2013LifeTechnologiesCorporation.Allrightsreserved.ThetrademarksmentionedhereinarethepropertyofLifeTechnologiesCorporationand/oritsaffiliate(s)ortheirrespectiveowners.AllproductsmentionedinthisSemiconductorSequencingforLife™IonTorrent离子半导体测序平台为医学与转化医学研究带来新的机遇SemiconductorSequencingforL新一代半导体高通量Ion测序平台介绍Ion

torrent平台在医学及临床诊断领域应用

1）肿瘤

2）妇婴生育保健领域

3）HLA分型4）病院微生物领域IonTorrent部分用户名单内容新一代半导体高通量Ion测序平台介绍内容新一代半导体高通量Ion测序平台介绍47新一代半导体高通量Ion测序平台介绍3IonSemiconductorSequencing:

Scalability,Simplicity,Speed,BenchtopSequencingforAllPGM™forGenes.Proton™forGenomes.SequencingforAll.2011Q12012Q3Ion

PGMTM

SequencerIon

ProtonTM

SequencerIonSemiconductorSequencing:

Ion测序技术平台

——FirstPostLight™sequencingtechnology

Founded2007byJonathanRothbergPioneerednextgenesequencingFounded454,CuraGen,RaindancePartofLifeTechnologieswithofficesinConnecticut,Massachusetts,andCaliforniaGlobalmanufacturingsitesAnnouncein2010AGBTLaunchedDecember2010Ion测序技术平台

——FirstPostL快速完成检测PGMChips:314Chip:1.2Mwells316Chip:6.1Mwells318Chip:11MwellsRothbergJ.M.etalNaturedoi:10.1038/nature10242SensorPlateSiliconSubstrateDrainSourceBulkdNTP∆pH∆Q∆VSensingLayerH+4种dNTP依次流过Ion芯片DNA聚合反应产生的氢离子的直接检测每个碱基的检测只需要几秒快速完成检测PGMChips:RothbergJ.M.扩展性高

CMOS(互补金属氧化物半导体)技术40年的摩尔定律简单天然dNTP无激光光源非光学检测无拍照系统非荧光检测非酶级联放大检测速度快快速完成测序反应芯片就是测序仪扩展性高芯片就是测序仪IonPI™ChipIonPI™Chip用来完成外显子组和转录组测序

IonPII™Chip完成全基因组测序165MwellsUpto10Gb60-80M

FilteredReads1-2Exomes1-4Transcriptomes660MwellsUpto20Xhumangenome240-320M

FilteredReads4-8Exomes4-16TranscriptomesIonPII™ChipThecontentprovidedhereinmayrelatetoproductsthathavenotbeenofficiallyreleasedandissubjecttochangewithoutnoticeIonPI™ChipIonPI™Chip用来完成外显SmallGenomeTranscriptome100M1G10GSequenceOutputperRun100GExomeSmalltoLargeGenePanels10MUnprecedentedScalability

10,000-FoldFromIon314™toIonPIII™ChipIon316™Ion314Ion318™IonPII™Human

GenomeIonPI™IonPIII™From1.2MillionSensors…to1.2BillionSensorsThecontentprovidedhereinmayrelatetoproductsthathavenotbeenofficiallyreleasedandissubjecttochangewithoutnoticeSmallGenomeTranscriptome100M1Ion技术平台在各研究领域应用54ppt课件Ion技术平台在各研究领域应用10ppt课件Ion-Torrent基因测序仪--课件病源微生物领域：

细菌、病毒等denovo全基因组测序菌群宏基因组测序（16SrRNA）耐药菌株筛选妇婴生育保健领域：新生儿遗传病筛查无创产前诊断胚胎移植前染色体/遗传病检测（试管婴儿）线粒体DNA突变筛查肿瘤领域：早期诊断、个性化治疗、预后监督Ion测序平台应用于临床诊断及医学研究HLA分型：器官移植、个性化药物治疗病源微生物领域：妇婴生育保健领域：肿瘤领域：早期诊断、个性化1.IonAmpliseq技术应用于肿瘤诊断及个性化治疗IonAmpliseq技术多重PCR靶向捕获技术，在一个反应管内可同时进行几千重甚至上万重PCR

起始DNA量最低仅需10ng，适合FFPE标本及其他微量标本适合降解样本，采用150bp引物扩增设计Readsontarget效率高（96%以上），覆盖均一性好+1.IonAmpliseq技术应用于肿瘤诊断及个性化治疗ConstructLibraryPrepareTemplateRunSequenceAnalyzeDataIonAmpliseqPanels----固定或定制试剂盒DNA----基因突变筛查：

CancerHotspotPanelv2:50个肿瘤相关基因，207个扩增子

ComprehensiveCancerPanel:409个肿瘤相关基因，16000个扩增子

IonAmpliseqExome：全外显子组CustomPanels：定制客户感兴趣的肿瘤基因

CommunityPanels：结肠癌/肺癌、乳腺癌/卵巢癌，白血病，心血管病等RNA----基因表达量筛查：RNACancerPanel：50个肿瘤相关基因RNAApoptosisPanel：267个凋亡相关基因

CustomRNAPanels：定制客户感兴趣的肿瘤基因ConstructLibraryPrepareTempl（1）肿瘤热点突变试剂盒：IonAmpliSeq™CancerHotspotPanelv250个肿瘤基因，207扩增子，2855个热点突变（COSMIC数据库）,一天完成检测（1）肿瘤热点突变试剂盒：IonAmpliSeq™Can晚期直肠癌患者的石蜡切片样本，在配套服务器上分析时间约10分钟

PGM检测到的突变，经毛细管电泳测序验证，结果一致黄色标注的是在COSMICDatabase里找到的和肿瘤相关的突变信息：KRAS：直肠癌常见突变，如果患者发生此突变一般需要进行放射性化疗，单抗药物治疗效果不佳；

TP53：此突变预示该患者的预后效果会较差；APC：此高频突变常出现在晚期癌症患者，具有诊断意义。金域医学检验中心利用CancerHotspotPanel进行肿瘤基因突变筛查晚期直肠癌患者的石蜡切片样本，在配套服务器上分析时间约10（2）综合肿瘤试剂盒：IonAmpliSeq™ComprehensiveCancerPanel*Preliminarygenelistavailable/communityDetectionofsomaticvariantsto~10%allelefrequencyUsewithIon318™Chip409个肿瘤基因,~16,000扩增子，一张318芯片检测一个标本（2）综合肿瘤试剂盒：IonAmpliSeq™Compr（3）针对客户感兴趣基因定制Ampliseq试剂盒：IonAmpliSeq™CustomPanels

适用于包括肿瘤等各种疾病研究及诊断Enteryourcustomtargetregionsupto1Mbatwithmajorityofdesignscompletedinaslittleas2.5hoursUpto6,144ampliconsperpool,withthespecificityanduniformityofPCRDNAtoannotatedvariantcallsinaslittleas10hours（3）针对客户感兴趣基因定制Ampliseq试剂盒：Ion（4）合作开发肿瘤试剂盒：IonAmpliSeq™CommunityPanels与顶尖的研究人员共同设计（4）合作开发肿瘤试剂盒：IonAmpliSeq™ComIonAmpliSeq™Exome~294,000primerpairsacross12primerpools>24,500-plexPCR!~2.4MPCRsperplateof8exomes!!TotalDNAinputaslowas50ngCovers>97%ofCCDS(Release12)>19,000codinggenes,>198,000codingexons,noUTRs,miRNAs,orncRNAs~85%ofhumandisease-causingvariantsfoundincodingregionsorsplicejunctions1Ampliconsizerange225-275bpAverageinsertsizeis~202bpIonAmpliSeq™ExomeKitsincludeIonPI™Chipsv2IonAmpliSeq™Exome~294,000pr二、Ion测序平台在妇婴生育保健领域中的应用育龄夫妇遗传病携带信息筛查新生儿遗传病筛查新生儿疑难杂症研究线粒体DNA突变筛查

无创产前诊断染色体异倍性胚胎移植前染色体异倍性检测胚胎移植前单基因遗传病检测

二、Ion测序平台在妇婴生育保健领域中的应用育龄夫妇遗传病应用1----无创产前诊断无创产前诊断—检测母亲血浆游离胎儿DNA

应用1----无创产前诊断无创产前诊断—检测母亲血浆游华大基因37台Proton，爱建生物32台Proton华大基因37台Proton，爱建生物32台Proton无创产前诊断实验流程无创产前诊断实验流程华大利用PGM测序平台进行无创产筛发表的SCI论文正常T13T18T2113例血浆标本：4例正常、6例T21、2例T18、1例T13

每张318芯片检测一个标本，24小时完成实验

染色体异倍体检测准确性100%ProtonI可同时检测16个标本华大利用PGM测序平台进行无创产筛发表的SCI论文正常T13Trisomy13Trisomy18试管婴儿胚胎植入前单细胞检测染色体多倍性单细胞扩增基因组DNA，利用PGM测序平台检测染色体多倍性只需要约0.5Mreads即可分析染色体多倍性316芯片可同时检测6-8个样本，318芯片可同时检测12-15个标本1-2天可出检测报告应用2----胚胎移植前染色体多倍性检测Trisomy13试管婴儿胚胎植入前单细胞检测染色体多倍性应用3----胚胎移植前单基因遗传病检测Evaluationoftargetednext-generationsequencing–basedpreimplantationgeneticdiagnosisof

monogenicdisease.FertilityandSterility.2012本文中作者对PGM平台用于PGD单基因病检测进行评估

选了6对有遗传病的夫妇，其后代得病风险高

样本为体外受精后囊胚的滋养外胚层细胞

针对遗传病相关的突变位点及indels，分别用PGM测序法及传统的qPCR法进行检测，结果100%一致

使用PGM平台进行PGD单基因病检测，准确性高、速度快、成本低应用3----胚胎移植前单基因遗传病检测Evaluatio检测方法----IonAmpliSeq™技术：靶向捕获遗传病相关基因进行测序+应用4----育龄夫妇遗传病携带信息筛查ConstructLibraryPrepareTemplateRunSequenceAnalyzeData多重PCR靶向捕获技术，最多在一个反应管内可同时进行6144重PCR

起始DNA量仅需10ng，适合各种微量标本Readsontarget效率高，覆盖均一性好（相比探针杂交靶向捕获技术）中国患有遗传疾病的人群达几千万，携带遗传病相关基因的人数就更多。这些基因很可能遗传给下一代，因此非常有必要对育龄夫妇进行遗传病相关基因检测！检测方法----IonAmpliSeq™技术：靶向捕获IonAmpliSeq™遗传病检测试剂盒

328个基因,10,000扩增子,>700种遗传病

（OMIM数据库）,一天内完成检测IonAmpliSeq™遗传病检测试剂盒

328个基因利用IonAmpliSeq™技术靶向捕获新生儿遗传病相关基因

使患病的新生儿得以早期诊断、早期治疗应用5----新生儿遗传病筛查苯丙酮尿症、先天性耳聋相关基因利用IonAmpliSeq™技术靶向捕获新生儿遗传病相关纽约州卫生署利用PGM测序平台进行新生儿筛查发表的SCI论文

研发出一套CASM方法，可以从新生儿干血斑中提取基因组DNA

通过PCR靶向获取遗传病相关基因：GALC（Krabbe症，脑白质营养不良症）PAH（苯丙酮尿症）GALT（半乳糖血症）ACADM（中链脂肪酸去氢酵素缺乏症）ACADVL（极长链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症）

利用IonPGM测序仪及一代Sanger法测序仪对5个遗传病基因进行检测，结果一致性>99%纽约州卫生署利用PGM测序平台进行新生儿筛查发表的SCI论文(6)利用全外显子组测序技术研究疑难杂症

美国一位叫HarrisonHarkins的婴儿，出生9个月之后出现了奇特的症状：

独特的面部特征、身体偏小、进食困难、发育停滞、智力缺陷等。

贝勒医学院的科学家对这种未知的罕见疾病利用全外显子组测序的方法，找到了一个功能未知基因ASXL3发生了突变，并且婴儿的双亲都没有这种突变。

为了进一步证实突变与疾病的相关性，科学家们在全球找到了3名类似症状的小孩，都有这种突变。

利用ASXL3突变信息可以用于诊断新生儿刚出生时是否患有这种罕见疾病，尽早采取治疗措施。

全外显子组测序技术非常适合于寻找疑难杂症的分子病因。(6)利用全外显子组测序技术研究疑难杂症美国一位叫HarMitochondrialgenesofdeafness：A1555GDeepsequenceforheteroplasmydetection

(>1000xcoverageonIon314)Abilitytodo16samplesperrunwithbarcodingAccuratevariantcalling,especiallyinhypervariableregionsofmitochondriaHumanMitochondrialSequencingMutationdetectedonposition15450Prof/.StefanSchusterPenn.StateUniversityRapidresequencingofmitochondrialgenomesfordiseaseresearch,biodiversityassessmentMitochondrialgenesofdeafnes线粒体疾病----13个编码多肽的基因编码产物基因分析基因变异对应的常见线粒体病种类NADHdehydrogenase(complexI)MT-ND1Leber遗传性视神经病MT-ND2心肌线粒体病，Leber遗传性视神经病MT-ND3进肌阵挛，癫痫，视神经萎缩MT-ND4Leber遗传性视神经病，线粒体肌病，Leber遗传性视神经病，张力障碍MT-ND4LLeber遗传性视神经病MT-ND5Leigh综合征，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症MT-ND6Leber遗传性视神经病，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症，糖尿病，肌张力障碍coenzymeQ-cytochromecreductase/Cytochromeb(complexIII)MT-Cytb慢性游走性红斑，Leber遗传性视神经病，线粒体肌病，心肌线粒体病，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症，帕金森病cytochromecoxidase(complexIV)MT-COX1肌红蛋白尿运动神经元疾病，铁粒幼细胞贫血MT-COX2线粒体肌病，线粒体多系统疾病，线粒体脑肌病MT-COX3Leigh综合征，慢性游走性红斑，骨骼肌溶解症ATPsynthaseMT-ATP6共济失调并发色素性视网膜炎，母系遗传Leigh综合征，家族性双侧纹状体坏死MT-ATP8共济失调并发色素性视网膜炎，母系遗传Leigh综合征，家族性双侧纹状体坏死

线粒体疾病----13个编码多肽的基因编码产物基因分析基因变线粒体疾病----22个编码tRNA的基因AlanineMT-TA进行性眼外肌麻痹ArginineMT-TRAsparagineMT-TN线粒体肌病，进行性眼外肌麻痹AsparticacidMT-TD心肌线粒体病，肌阵挛CysteineMT-TC慢性游走性红斑GlutamicacidMT-TE心肌线粒体病，慢性游走性红斑GlutamineMT-TQ线粒体肌病，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症GlycineMT-TG心肌线粒体，婴儿猝死综合征，慢性游走性红斑HistidineMT-THIsoleucineMT-TI线粒体肌病，心肌线粒体病，进行性眼外肌麻痹LeucineMT-TL1慢性进行性眼外肌麻痹，Leer遗传性视神经病，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症，线粒体肌病，心肌线粒体病，糖尿病和线粒体耳聋MT-TL2心肌线粒体病，慢性游走性红斑，慢性进行性眼外肌麻痹，线粒体肌病，铁粒幼红细胞性贫血LysineMT-TK心肌线粒体病，慢性进行性眼外肌麻痹，肌阵挛性癫痫发作伴破碎红纤维，线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症，线粒体耳聋MethionineMT-TM线粒体肌病，淋巴瘤PhenylalanineMT-TF线粒体脑肌病、乳酸中毒以及卒中样发作，骨骼肌溶解症ProlineMT-TP线粒体肌病，进行性眼外肌麻痹SerineMT-TS1掌跖角化症，线粒体耳聋，肌阵挛性癫痫发作伴破碎红纤维-线粒体脑肌病伴乳酸中毒及中风样发作综合症MT-TS2糖尿病和线粒体耳聋ThreonineMT-TT心肌线粒体病，慢性游走性红斑TryptophanMT-TWLeigh综合征，共济失调舞蹈病，线粒体肌病Ty