NGS試驗(yàn)室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與要求｜喜格

1、NGS實(shí)驗(yàn)室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與要求一、髙通量測(cè)序（NGS）實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介1. 1NGS實(shí)驗(yàn)室又叫高通量測(cè)序檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室。NGS是下一代測(cè)序技術(shù)（NextGeneration Sequencing）即高通量測(cè)序技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)。高通量測(cè)序技術(shù)是對(duì)傳 統(tǒng)SANGER測(cè)序（稱(chēng)為一代測(cè)序技術(shù)）革命性的改變，可同時(shí)對(duì)幾十萬(wàn)到 幾百萬(wàn)條核酸分子進(jìn)行序列測(cè)定，同時(shí)高通量測(cè)序使得對(duì)一個(gè)物種的轉(zhuǎn) 錄組和基因組進(jìn)行細(xì)致全貌的分析成為可能，也稱(chēng)為深度測(cè)序（DEEP sequencing）。1.2由于NGS技術(shù)對(duì)所檢測(cè)的核酸模板進(jìn)行大量擴(kuò)增，容易出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室污染 導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性下降；另外NGS技術(shù)要求高、影響因素多，實(shí)驗(yàn)過(guò) 程處理不當(dāng)

2、易導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性下降或檢測(cè)失敗。因此臨床基因擴(kuò)增 檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)驗(yàn)收和規(guī)化管理是NGS技術(shù)本身需要，也是在臨床上順 利應(yīng)用該技術(shù)前提。二、NGS實(shí)驗(yàn)室臨床應(yīng)用的基本條件2. 1必須擁有符合臨檢中心相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)NGS實(shí)驗(yàn)室。2. 2檢測(cè)設(shè)備必須符合標(biāo)準(zhǔn)NGS實(shí)驗(yàn)室設(shè)置要求：高通量測(cè)序儀及配套服務(wù) 器；高通量測(cè)序檢測(cè)試劑盒；通用電腦；自動(dòng)分析軟件，實(shí)驗(yàn)室樣本信 息管理系統(tǒng)等。2. 3檢測(cè)人員必須通過(guò)專(zhuān)門(mén)的技能培訓(xùn)，并獲得省級(jí)以上衛(wèi)生計(jì)生行政部門(mén) 頒發(fā)的臨床基因擴(kuò)增檢驗(yàn)技術(shù)上崗證書(shū)。NGS實(shí)驗(yàn)室必須建立嚴(yán)格的實(shí) 驗(yàn)室管理制度、建立標(biāo)準(zhǔn)化操作程序（SOP）、建立系列質(zhì)量管理文件 等，確保實(shí)驗(yàn)室日

3、常運(yùn)行符合國(guó)家衛(wèi)生部的要求，確保檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確、 確保實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生安全，確保實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。2. 4NGS臨床應(yīng)用必須在無(wú)菌無(wú)塵環(huán)境下進(jìn)行操作。三、NGS實(shí)驗(yàn)室建設(shè)基本要求3. 1主體結(jié)構(gòu)主體為彩鋼板、鋁合金型材。室所有陰角、陽(yáng)角均采用鋁合金50圓角鋁， 從而解決容易污染、積塵、不易清掃等問(wèn)題。結(jié)構(gòu)牢固，線(xiàn)條簡(jiǎn)明，美觀大 方，密封性好。3.2標(biāo)準(zhǔn)的各區(qū)分隔和氣壓調(diào)節(jié)將檢測(cè)過(guò)程分成試劑準(zhǔn)備、樣本制備、PCR擴(kuò)增和高通量測(cè)序四個(gè)獨(dú)立的實(shí) 驗(yàn)區(qū)。整個(gè)區(qū)域有一個(gè)整體緩沖走廊。每個(gè)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)區(qū)設(shè)置有緩沖區(qū)，同 時(shí)各區(qū)通過(guò)氣壓調(diào)節(jié)，使整個(gè)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中試劑和標(biāo)本免受氣溶膠的污染 并降低擴(kuò)增產(chǎn)物對(duì)人員和環(huán)境的

4、污染?？纱蜷_(kāi)緩沖區(qū)和PCR擴(kuò)增區(qū)的排風(fēng)扇往外排氣，在實(shí)驗(yàn)區(qū)的外墻上和各扇 門(mén)上都安裝有風(fēng)量可調(diào)的回風(fēng)口，空氣通過(guò)回風(fēng)口向室換氣。3. 3消毒在每個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)和緩沖區(qū)頂部以及傳送窗部安裝有紫外燈，供消毒用。在各區(qū) 還設(shè)置移動(dòng)紫外線(xiàn)燈，對(duì)實(shí)驗(yàn)桌進(jìn)行局部消毒。3. 4機(jī)械連鎖不銹鋼傳遞窗試劑和標(biāo)本通過(guò)機(jī)械連鎖不銹鋼（不建議使用電子連鎖方式）傳遞窗傳遞， 保證試劑和標(biāo)本在傳遞過(guò)程中不受污染（人物分流）。3. 5地面地面建議使用PVC卷材地面或自流坪地面，整體性好。便于進(jìn)行清掃，耐腐 蝕。沒(méi)有條件的也可采用水磨石地面，或大塊的瓷磚（至少800MMX800.MM） 接縫需要小于2mmo3. 6照明燈具要選用凈

5、化燈具，能達(dá)到便于清洗、不積塵的特點(diǎn)。3. 7平面布局NGS實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)自己的檢驗(yàn)項(xiàng)目、所采用的檢測(cè)技術(shù)平臺(tái)和工作量來(lái)決定 分區(qū)的多少及各區(qū)域的空間大小，至少具體需要多少個(gè)區(qū)，同樣是'個(gè)體化” 的，以“工作有序、互不干擾、防止污染、報(bào)告及時(shí)”作為基本原則。四、各項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)前篩查與產(chǎn)前診斷（全基因組低拷貝測(cè)序技術(shù)）圖1:產(chǎn)前篩查與診斷實(shí)驗(yàn)室平面圖2. 技術(shù)流程圖標(biāo)本與文庫(kù)制備區(qū)文庫(kù)擴(kuò)增與檢測(cè)區(qū)->測(cè)序區(qū) ->圖2：產(chǎn)前篩查與診斷技術(shù)流程圖3. 技術(shù)參數(shù)分區(qū)壓力溫度相對(duì)濕度照明專(zhuān)用走廊OPa20-25940曠60%主實(shí)驗(yàn)室M300LX,其余房間200300LX緩沖區(qū)+

6、5Pa試劑準(zhǔn)備室+15Pa標(biāo)本與文庫(kù)制備區(qū)+10Pa文庫(kù)擴(kuò)增與檢測(cè)區(qū)-5Pa測(cè)序區(qū)-lOPa4. 分區(qū)功能4. 1試劑準(zhǔn)備室主要功能：在NGS過(guò)程中使用到的試劑的配制、分裝和保存。4.2標(biāo)本與文庫(kù)制備區(qū)主要功能：血液處理、血漿制備、DNA提取、DNA片段化、DNA樣品的純化、DNA濃度檢測(cè)、末端修復(fù)、接頭連接、構(gòu)建樣本的測(cè)序文庫(kù)。4.3文庫(kù)擴(kuò)增與檢測(cè)區(qū)主要功能：文庫(kù)構(gòu)建后的PCR擴(kuò)增與純化、文庫(kù)濃度檢測(cè)、文庫(kù)的混合及混 合后的質(zhì)檢分析。4. 4測(cè)序區(qū)主要功能：測(cè)序模板制備（乳液PCR與磁珠富集回收）、上機(jī)測(cè)序、數(shù)據(jù)分 析、報(bào)告審核及發(fā)放。5. 儀器配置5. 1試劑準(zhǔn)備室主要儀器設(shè)備：加樣器、冰

7、箱、分析天平、微量臺(tái)式離心機(jī)、渦癥振蕩器、 移液器、可移動(dòng)紫外燈和超凈工作臺(tái)等。5.2標(biāo)本與文庫(kù)制備區(qū)主要儀器設(shè)備：冷凍離心機(jī)、微量臺(tái)式離心機(jī)、掌上三管離心機(jī)、渦族震蕩 器、垂直混合儀、移液器、可移動(dòng)紫外燈、生物安全柜、冰箱、托盤(pán)天平、 Qubit 2.0核酸定量?jī)x、電腦（可連接互聯(lián)網(wǎng)）、條形碼打印機(jī)、普通打印 機(jī)、掃描槍、磁力架等。5.3文庫(kù)擴(kuò)增與檢測(cè)區(qū)主要儀器設(shè)備：PCR儀、QPCR儀、Qubit2. 0核酸定量?jī)x、可移動(dòng)紫外燈、超 凈工作臺(tái)、冰箱、微量臺(tái)式離心機(jī)、渦族振蕩器、UPS、冰箱、移液器、磁 力架等。5. 4測(cè)序區(qū)主要儀器設(shè)備：高通量測(cè)序儀、PC電腦、打印機(jī)、UPS、恒溫金屬浴、

8、純水 儀、冰箱、微量臺(tái)式離心機(jī)、渦旋振蕩器、移液器、超凈工作臺(tái)、可移動(dòng)紫 外燈、磁力架、PCR儀等。胚胎植入前遺傳學(xué)診斷（全基因組低拷貝測(cè)序）2. 技術(shù)流程圖電泳區(qū)圖4： PGD技術(shù)流程圖3.技術(shù)參數(shù)分區(qū)壓力溫度相對(duì)濕度照明專(zhuān)用走廊OPa20-25£40%"60%主實(shí)驗(yàn)室M300LX,其余 房間200300LX緩沖區(qū)+5Pa試劑準(zhǔn)備室+15PaWGA制備室+10pa擴(kuò)增一區(qū)一 5pa標(biāo)本檢測(cè)區(qū)-10Pa測(cè)序區(qū)-15Pa電泳區(qū)OPa4. 分區(qū)功能4. 1試劑準(zhǔn)備室主要功能：在NGS過(guò)程中使用到的試劑的配制.分裝和保存。4. 2WGA制備區(qū)主要功能：基因組DMA釋放、全基因組D

9、XA擴(kuò)增。4. 3電泳區(qū)主要功能：DNA電泳檢測(cè)及結(jié)果反饋、DMA打斷等4.4擴(kuò)增一區(qū)主要功能：DNA片段的末端修復(fù)與純化、接頭連接與純化、文庫(kù)混合、缺口平移。4. 5文庫(kù)檢測(cè)區(qū)主要功能：文庫(kù)濃度質(zhì)檢分析。4. 6測(cè)序區(qū)主要功能：測(cè)序模板制備（乳液PCR與磁珠富集回收）、上機(jī)測(cè)序、數(shù)據(jù)分析、報(bào)告審核及發(fā)放。5. 儀器配置5. 1試劑準(zhǔn)備區(qū)主要儀器設(shè)備：冰箱、分析天平、微量臺(tái)式離心機(jī)、渦旋振蕩器、移液器、可移動(dòng)紫外燈和超凈工作臺(tái)等。5. 2電泳區(qū)主要儀器設(shè)備：電泳儀、微波爐、凝膠成像儀、冰箱、掌式離心機(jī)、渦旋振蕩器、移液器、可移動(dòng)紫外燈等。5. 3WGA制備區(qū)主要儀器設(shè)備：PCR儀、超凈工作臺(tái)、

10、冰箱、掌式離心機(jī)、渦旋振蕩器、移液器、可移動(dòng)紫外燈等。5.4擴(kuò)增一區(qū)主要儀器設(shè)備：PCR儀、可移動(dòng)紫外燈、超凈工作臺(tái)、冰箱、微量臺(tái)式離心 機(jī)、渦族振蕩器、UPS、移液器、磁力架等。5. 5文庫(kù)檢測(cè)區(qū)主要儀器設(shè)備：QPCR儀、Qubit2. 0核酸定量?jī)x、可移動(dòng)紫外燈、超凈工作 臺(tái)、冰箱、微量臺(tái)式離心機(jī)、渦族振蕩器、冰箱、移液器等。5. 6測(cè)序區(qū)主要儀器設(shè)備：高通量測(cè)序儀、PC電腦、打印機(jī)、UPS、恒溫金屬浴、純水 儀、冰箱、微量臺(tái)式離心機(jī)、渦族振蕩器、移液器、超凈工作臺(tái)、可移動(dòng)紫 外燈、磁力架、PCR儀等。遺傳病診斷+腫瘤診斷與治療（雜交捕獲測(cè)序技術(shù)+SANGER測(cè)序驗(yàn)證）1.實(shí)驗(yàn)室平面圖圖5

11、：腫瘤診斷實(shí)驗(yàn)室平面圖2.技術(shù)流程圖貞腳實(shí)驗(yàn)流程本文啊區(qū)標(biāo)與庫(kù)&送pcolin(Pr&Xsptmned- PCR 聯(lián)4tPooling及文障冷 epturwi- P<PSi1«t血t與藐化立產(chǎn)獷處及芻測(cè)區(qū)圖6：腫瘤診斷技術(shù)流程圖Sanger測(cè)序流程標(biāo)本與文庫(kù)制備區(qū)圖7： 代測(cè)序?qū)嶒?yàn)流程圖3. 技術(shù)參數(shù)分區(qū)壓力溫度相對(duì)濕度照明潔凈走廊OPa20-25 °C40%60%主實(shí)驗(yàn)室M300LX,其余 房間200 300LX緩沖區(qū)+5Pa試劑準(zhǔn)備室+15Pa標(biāo)本與文庫(kù)制備區(qū)+ 10PaDNA打斷區(qū)+10Pa雜交捕獲區(qū)（擴(kuò)增一區(qū)）- 5Pa文庫(kù)擴(kuò)增區(qū)（擴(kuò)增二區(qū)）-

12、lOPa文庫(kù)檢測(cè)區(qū)-lOPa測(cè)序區(qū)-15Pa電泳區(qū)0 Pa4. 分區(qū)功能4. 1試劑準(zhǔn)備區(qū)主要功能：在NGS過(guò)程中使用到的試劑的配制、分裝和保存。4.2標(biāo)本與文庫(kù)制備區(qū)主要功能：樣本接收、樣本前處理、全基因組DM提取以及各種樣本DMA或 者RNA的提取、DNA片段化、DNA純化、DNA濃度測(cè)定、DNA片段的末端修復(fù) 與純化、接頭連接與純化。4. 3 DNA打斷區(qū)主要功能：DNA打斷（片段化）。4. 4電泳區(qū)主要功能：片段化DNA電泳檢測(cè)及結(jié)果反饋。4.5雜交捕獲區(qū)（擴(kuò)增一區(qū)）主要功能：目的DNA片段的雜交捕獲與純化，Sanger測(cè)序目的片段擴(kuò)增與純 化、Sanger測(cè)序PCR前準(zhǔn)備。4.6文庫(kù)

13、擴(kuò)增區(qū)（擴(kuò)增二區(qū)）主要功能：雜交捕獲后擴(kuò)增與純化、文庫(kù)濃度質(zhì)檢分析、及Sanger測(cè)序的 PCR擴(kuò)增反應(yīng)與純化。4. 7測(cè)序區(qū)主要功能：測(cè)序模板制備（乳液PCR與磁珠富集回收）、上機(jī)測(cè)序、及Sanger 測(cè)序。5. 儀器配置5. 1試劑準(zhǔn)備區(qū)主要儀器設(shè)備：加樣器、冰箱、分析天平、微量臺(tái)式離心機(jī)、渦族振蕩器、 移液黠、可移動(dòng)紫外燈和超凈工作臺(tái)等。5.2標(biāo)本與文庫(kù)制備區(qū)主要儀器設(shè)備：微量臺(tái)式離心機(jī)、掌上三管離心機(jī)、恒溫金屬浴、移液器、 可移動(dòng)紫外燈、生物安全柜、冰箱、托盤(pán)天平、Qubit 2. 0核酸定量?jī)x、PCR 儀、電腦（可連接互聯(lián)網(wǎng)）、條形碼打印機(jī)、普通打印機(jī)、掃描槍等。5. 3DNA打斷區(qū)主要儀器設(shè)備：Covaris S220超聲波打斷儀、冰箱、掌式離心機(jī)、渦癥振蕩 器、移液器、可移動(dòng)紫外燈等。5. 4電泳區(qū)主要儀器設(shè)備：電泳儀、微波爐、凝膠成像儀、冰箱、掌式離心機(jī)、渦癥振 蕩器、移液器、可移動(dòng)紫外燈等。5.5雜交捕獲區(qū)（擴(kuò)增一區(qū)）主要儀器設(shè)備：PCR儀、可移動(dòng)紫外燈、超凈工