NanoString nCounter技术背景

NanoString nCounter荧光分子标签技术是一种通过分子条码和单分子成像技术来捕获信号,并通过分子标签计数形式反应体系中特定靶分子个数的全新数字式核酸蛋白定量技术。该技术运用靶向特异性的荧光探针来结合目的分子(DNA,RNA或蛋白质),无需繁琐的建库,扩增,反转录等酶促反应步骤,即可实现对靶分子的定量,从而进一步减少分析误差,是继芯片测序技术和二代测序技术(NGS)后兴起的新一代革命性分析技术。

NanoString nCounter数字式单分子基因表达谱分析系统技术原理

  • 1. 荧光编码探针与目标分子杂交
    荧光编码探针具有两个部份
    (1)报告探针(Reporter Probe)是一段带有靶分子特异性的50 mer 核酸序列并偶联不同荧光颜色排列组合(CodeSet)而成的探针,为主要的检测信号来源。荧光探针可实现800种不同排列组合,以达到区分不同靶分子的效应。


  • (2)捕获探针(Capture Probe):是一段带有有靶分子特异性的50 mer 核酸序列并偶联生物素的探针, 其目的是使探针捕获靶分子并固定在由亲和素包被的Cartridge上。


  • (3)分子杂交:此过程是在EP管内将报告探针,捕获探针与靶分子混合物(样本)进行杂交的过程,杂交后在液相中形成各种靶分子特异性的复合物(Target-Probe Complex)。


  • 2.靶分子特异性复合物的纯化与固定
    将cartridges移动到 nCounter Digital Analyzer进行信号数据采集 计数在Cartridge表面上对应每一种特异性荧光编码探针的数量(一个分子=一个计数)并且将其列表标识,进行最终的定量统计,来确定反应系统内所有目标分子的个数。

3. 信号采集与定量
杂交完成后, 将样品送进全自动Prep Station移除剩余为杂交的探针,并且将纯化的靶分子复合物与包被有亲和素的Cartridge进行接合(通过生物素-亲和素结合反应),并通电使其皆朝同一个方向排列。

nanoString nCounter计技术可对同一样本实现DNA,RNA和蛋白质的多组学共检测。可实现30种蛋白和770种RNA的表达谱共分析。消除不同分析间的差异,真正意义上实现3维组学分析。公司的首席科学家Gordon Mills博士作为该技术的共同发明人之一,也在技术开发早期与nanoString进行深度合作,共同研发该技术在肿瘤基因表达谱与蛋白谱信号通路领域的工作。

nCounter荧光分子标签技术应用优势

nCounter技术作为全新一代的分子标签技术在原理上完全打破了以传统PCR技术,表达谱芯片技术和基于二代测序的RNA-Seq技术,无需反转录,无需扩增,无需技术重复,直接对样本中的靶核酸进行定量分析,受外源干扰少,确保了结果的准确性。该技术在石蜡切片的RNA定量中独具优势,特殊设计的50nt基因特异性杂交序列大大降低了临床样本RNA降解所带来的干扰。在RNA降解样本中(低RIN值)也能实现精确定量,在临床样本分析中比PCR有着更好的重复性,最大程度地挖掘了临床样本的有效信息。

基因表达谱定量技术比对

在小鼠粘膜样本分子中,nCounter技术有着比Q-PCR更加稳定的表现
同一样本在不同的技术重复中分析500个基因表达的实验间重复性验证

技术服务流程

参考文献

Reis PP, Waldron L et al., 2011, BMC Biotechnology
mRNA transcript quantification in archival samples using multiplexed, color-coded probes.
Khan M, Vaes E, Mombaerts P 2011 Cell
Regulation of the probability of mouse odorant receptor gene choice.