Precision-ID

用于人类身份鉴定的 Applied Biosystems Precision ID NGS 系统可以通过从具有挑战性的样本中获取更多信息来帮助您解决棘手案例。 现在,我们可助力您将这些未知样本从仓储中的样本转换成调查线索。当您将 Ion Chef 系统和 Ion GeneStudio S5 系统与经优化的 Precision ID 文库制备、模板制备和测序试剂盒以及法医相关检测组合结合使用时,在实验室中采用新一代测序 (NGS) 进行法医 DNA 分析比以往任何时候都更简单。  Precision ID mtDNA 全基因组检测组合(使用控制区数据进行分析)经批准可纳入美国国家 DNA 索引系统 (NDIS) CODIS 数据库。  

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证据会说话。您可以从一套针对您案例的 NGS 解决方案的 Precision ID 检测组合中进行选择。可以对从大规模灾难中回收的样本以及从其他不明遗骸中提取的线粒体 DNA (mtDNA) 进行常规分析,以助鉴定人类身份,并建立与相关家庭成员的联系。短串联重复序列 (STR) 检测组合可对 STR 进行高分辨率基因分型,以便分析复杂混合物。当嫌疑人未知时,祖先信息或表型单核苷酸多态性 (SNP) 分析可能有助于产生调查线索。当常染色体 STR 分析获得部分结果时,身份鉴定检测 SNP 可以将降解的犯罪现场样本与已知参考相关联。 此外,选定的 Community 检测组合可用于 DNA 表型分型和扩展的 Y 单倍群检测。     

如今,只需 125 pg 的 DNA 起始量,您便可以在实验室中使用 NGS 处理未解决的案件和失踪人员案件,只需5个移液步骤和45分钟的手动操作时间。   

法医 DNA 分析解决方案

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Applied Biosystems Precision ID 检测组合可分析多达数百种法医学靶标标记物,如 mtDNA 基因组、STR 或 SNP。  

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Ion Chef 系统简化了靶向测序的工作流程,为自动化文库制备、模板制备和芯片上样提供了无需看守的解决方案。

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Ion GeneStudio S5 系统为靶向测序提供了简单的从 DNA 到获得数据的工作流程,这样您可以花费更少的时间来进行重复性的实验室工作。 

简单的靶向 NGS 工作流程

构建文库
手动操作时间:15分钟
总时间:7小时

制备模板
手动操作时间:15分钟
总时间:11小时

运行测序
手动操作时间:<15分钟
总时间:低至2小时

分析数据
总时间:低至
5小时

 

Precision ID 检测组合

 

Ion Chef 系统

 

 

Ion GeneStudio S5 系统

 

Converge 软件
适用于 mtDNA、STR
和 SNP 分析

用于人类身份鉴定 Precision ID 检测组合

类别

检测组合

Ion S5 芯片

每次运行的样本数量

  Ion 510 芯片
Ion 520 芯片
Ion 530 芯片
mtDNA
Precision ID mtDNA 全基因组检测组合
 
25
32
Precision ID mtDNA 控制区检测组合
37
56
 
STR
Precision ID GlobalFiler NGS STR 检测组合
 
16
32
SNP:
Precision ID 血统检测组合
48
72
362
Precision ID 身份鉴定检测组合
54
81
384

注:建议乃是根据内部确定的可进行多重测定的样本数量,对于 SNP 检测组合 97% 的 SNP 扩增子和所有 mtDNA 扩增子,该样本数量同时仍可达到至少 100X 的覆盖度。    根据所使用的工作流程和客户要求,各个实验室的结果可能会有所不同。

确定失踪人员身份或分析遗骸
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在法医学案件研究中,线粒体 DNA (mtDNA) 分析尤其适用于具有挑战性的样本,这些样本由于每个细胞都具有较高的拷贝数而无法进行常染色体 STR 分析。当从犯罪现场、失踪人员遗骸或灾区采集牙齿、骨骼和没有毛囊(根)的毛发等样本时,扩增子覆盖率和最小链偏差亦是有助于成功鉴定人类遗骸的高质量遗传结果的关键因素。 

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Applied Biosystems Precision ID mtDNA 全基因组检测组合采用创新方法进行线粒体 DNA 测序,专门针对法医学分析进行开发。这种 mtDNA 镶嵌方法使用平均长度仅  163 bp 的扩增子,为高度受损、降解的样品(如毛干、牙齿和骨头)获得出色的线粒体基因组 (mtGenome) 覆盖率。Precision ID  mtDNA  全基因组检测组合(使用控制区数据进行分析)经批准可纳入美国国家 DNA 索引系统 (NDIS) CODIS 数据库。

Applied Biosystems Precision ID mtDNA 控制区检测组合与 Precision ID mtDNA 全基因组检测组合使用相同的镶嵌方法。该靶向控制区检测组合跨越整个 1.2 kb 控制区,包括 HV-I、HV-II 和 HV-III,具有相同的理想小型扩增子设计,尤其适用于已降解的法医样本。此外,该检测组合设计利用已知可变区中引物的简并性,有助于确保不同种群样本分析方法的耐用性。

复杂归属功能、mtDNA 异质性以及整个基因组中存在的插入和缺失可能影响变异检出的准确性,为线粒体全基因组分析带来挑战。Applied Biosystems Converge 软件 NGS 数据分析模块可利用针对 Precision ID mtDNA 检测组合的优化碱基识别、对齐和质量过滤算法自动进行线粒体 DNA 分析。 这些解决方案帮助法医学 DNA 实验室灵活检测非编码控制区序列内的变异,或利用遗传多样性,使用 Precision ID mtDNA 控制区检测组合或 Precision ID mtDNA 全基因组检测组合分析全 mtGenome 序列数据,只需使用 2 pg 的 DNA。

更有效率地分析 DNA 混合物

仅使用 125 pg 的 DNA 起始量,您便可以在2天内快速、轻松地分析这些常用的法医学标记物。

Precision ID GlobalFiler NGS STR 检测组合为每个重复结构提供了等位基因数量和碱基序列,提高了混合物分辨率并提高了身份估计的概率 (PI)。

生成更多调查线索
Precision ID 血统检测组合

Precision ID 血统检测组合
Applied Biosystems Precision ID 血统检测组合可为您提供生物地理血统信息并指导您执行调查。 利用 Ion AmpliSeq 技术,Precision ID 血统检测组合有助于使用多重 PCR 实现数百种单核苷酸多态性 (SNP) 的简单快速靶标选择。这款即用型检测组合包括165个常染色体标记物。这些标记物中共有55个是根据 Kenneth Kidd 博士的海报选择的,123个是根据 Michael Seldin 博士的出版物选择的。该灵敏检测组合的平均扩增子大小 <130 个碱基,针对降解的 DNA 样本进行了优化,并使用低至 125 pg 的起始 DNA。

Converge 软件 NGS 数据分析模块包含分析 Precision ID 血统检测组合的参数,生成混合物预测以及覆盖七个大陆种群的151个祖先信息标记物的种群可能性。

分析高度降解或痕量 DNA

Precision ID 身份鉴定检测组合

单核苷酸多态性 (SNP) 除了短串联重复序列 (STR) 外,还可提供用于人类身份鉴定的各种新的重要信息。由于测序所需的扩增子较短,SNP 能够从降解样本中高度回收信息,例如来自大规模灾难受害者的信息。

 Applied Biosystems Precision ID 身份鉴定检测组合 包括124个常染色体标记物,可提供与法医分析人员使用的 STR 基因分型匹配概率类似的个体身份鉴定(1 x 10-31 至 6 x 10-35)。 通过使用具有高杂合性和低固定指数 (Fst) 的34个上游 Y-分支 SNP 和90个常染色体 SNP 来实现高区分能力,如耶鲁大学 Kenneth Kidd 博士的出版物和 SNPforID 联盟所述。

Converge 软件 NGS 数据分析模块包含分析 Precision ID 身份鉴定检测组合的参数,使用85个未链接的身份 SNP 从1000个基因组项目数据集生成随机匹配概率 (RMP),以及从34个上部 Y 分支 SNP 或客户提供的种群频率数据中确定 Y 单倍群。     

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Ion AmpliSeq Community 检测组合是根据行业前列科学家的意见设计的,并经性能验证,可在法医学的靶向测序中提供扩展的应用。这些检测组合可以通过 ampliseq.com 订购,并与 Applied Biosystems Precision ID 测序工作流程兼容。        此外,Converge NGS SNP 模块软件支持通过包含用户自定义的标记物和群体频率进行定制检测组合分析。     

当前的 HID Community 检测组合包括 Ion  AmpliSeq   DNA  表型检测组合  (Walsh et al., Forensic Science International: Genetics 2013)  和  Ion AmpliSeq HID Y-SNP 研究检测组合 V1  (Ralf et al., Forensic Science International: Genetics 2019)。 

查看所有 Community 检测组合 ›

此外,可以使用 ampliseq.com 上的 Ion AmpliSeq Designer 搭配您的特定内容设计自定义 Ion AmpliSeq 检测组合。 

Applied Biosystems Precision ID 文库试剂盒专门设计用于从 Precision ID 检测组合中快速生成靶向测序文库。该试剂盒基于 Ion AmpliSeq 化学试剂构建,可实现在单个孔中从数十至数千个扩增子进行可扩展的多重 PCR 反应,仅需 125 pg 的起始 DNA。  该等试剂盒还可使用 Ion Xpress 条形码接头1-96试剂盒或 IonCode 条形码接头1-384试剂盒制备条形码文库。条形码文库可结合并上样到单个 Ion 芯片上,从而较大限度地缩短测序运行时间并降低成本,并可实现样本间的准确比较。 Precision ID 文库试剂盒可与手动程序或高通量自动化设备平台配合使用。

Precision ID DL8 试剂盒设计用于配合 Ion Chef 系统使用,用于自动化构建 Ion AmpliSeq 文库。 利用 Ion Chef 系统的自动化能力,该试剂盒可实现 Precision ID 扩增子文库的可重现制备,手动操作时间不到15分钟且仅需3个移液步骤。该试剂盒与1池和2池检测组合的设计兼容,可在一次运行中自动制备8份样本的文库,同时提供一管可用于下游模板构建和测序的混合文库。

Ion S5 Precision ID Chef & 测序试剂盒针对 Ion GeneStudio S5 系统上所有可用 HID NGS 检测组合(STR、SNP 和线粒体 DNA)的模板构建和测序进行了优化。该试剂盒有两种规格:每次初始化运行两次的规格适用于更高通量的实验室,每次初始化运行一次的规格适用于频率更低的分析。

使用 Ion Chef 系统自动制备文库和模板

节省工作台时间,帮助提高实验室的生产力,并将结果标准化。人类身份鉴定 Ion Chef 系统可执行重复的实验室工作,无需复杂的自动化设备和难以理解的脚本。与 Ion Torrent 新一代测序平台配合使用,Ion Chef 系统可通过简单的按钮式操作自动进行 Precision ID 文库制备、模板生成和芯片上样,只需45分钟的手动操作时间即可从 DNA 获得数据。

Ion Chef 系统模板构建和芯片上样工作流程
1文库制备
 
 
  • 加载试剂&耗材
  • 上样文库样本
  • 设置运行参数
 
2自动进行模板制备和芯片上样
  • 文库扩增
  • ISP 回收&富集
  • 芯片上样
 
3测序
 
 
Ion PGM, Ion S5

运行测序:

  • Ion S5 GeneStudio 系统

 

Ion Chef 系统适用于法医人类身份鉴定领域的科学家和研究人员,提供自动化工作流程,有助于提高实验室效率。借助 Ion Chef 系统自动化,结合用于人类身份鉴定的 Precision ID 检测组合中的 Ion AmpliSeq 技术,可发挥 Precision ID NGS 系统的强大力量。

  • 针对1和2库设计的自动化文库生成、平衡和混合,可在单次仪器运行中处理多达8份样本
  • 以 <0.01 % 的极低运行间交叉污染率运行
  • 为任何经验水平的法医科学家减少易变性来源
  • 支持所有 Ion Torrent 半导体芯片和测序化学试剂
Ion GeneStudio S5 系统为法医学提供快速、灵活、简单的新一代测序
Ion GeneStudio S5 System
Ion GeneStudio S5 System
Ion GeneStudio S5 System

想要在周一进行 SNP 检测组合测序、在周三进行 mtDNA 检测组合测序而在周四进行 STR 检测组合测序?Ion GeneStudio S5 系统是 Precision ID NGS 系统的一个组成部分,让您可以利用一台台式仪器根据您的应用和通量需求进行扩展。Ion GeneStudio S5 系统为靶向测序提供了较简单的 DNA 到数据工作流程,具有行业当先的速度和高性价比,以及在单个芯片上进行多重测定和优化样本与检测组合数量的灵活性。 

简单:准备、设置、测序

  • 测序仪手动操作时间不到15分钟
  • 手动操作时间不到45分钟,适用于 DNA 到数据靶向测序工作流程

速度:每个小时都很重要

  • 测序运行 <2.5小时
  • 通过 Ion Chef 模板整夜运行,在2天内即可从 DNA 到数据取得
 Ion GeneStudio S5 系统Ion GeneStudio S5 Plus 系统Ion GeneStudio S5 Prime 系统
  Ion 510 芯片Ion 520 芯片Ion 530 芯片Ion 510 芯片Ion 520 芯片Ion 530 芯片Ion 510 芯片Ion 520 芯片Ion 530 芯片
读段 2-3百万4-6百万15-20百万2-3百万4-6百万15-20百万2-3百万4-6百万15-20百万
周转时间(测序 + 分析)mtDNA 全基因组检测组合-7.5小时10.5小时-3.5小时5小时-3小时4小时
mtDNA 控制区检测组合4.5小时7.5小时-3小时3.5小时-3小时3小时-
血统检测组合4.5小时7.5小时10.5小时3小时3.5小时5小时3小时3小时4小时
身份鉴定检测组合4.5小时7.5小时10.5小时3小时3.5小时5小时3小时3小时4小时
STR 检测组合-12.5小时22.5小时-4.5小时5.5小时-4小时5小时
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样本起始量小:每份样本都很重要

  • 生成人类身份鉴定图谱只需 125 pg DNA

可扩展性:单测序仪、多种应用

  • 分析 SNP、mtDNA、STR 和 mRNA 靶标
  • 多种芯片规格和读段长度,可满足您的通量需求 
  • 在单个芯片上灵活地对样本和检测组合进行多重分析
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简单的数据分析和储存

  • 在 Torrent Suite 软件中规划、监控、跟踪和分析运行
  • 整合、注释和解析变异

服务与支持

  • 3,700多名遍布各地的销售、服务和技术支持专家可亲自、通过电话或在线为您提供帮助,包括我们的人类身份鉴定专业服务 (HPS) 团队,该团队可以帮助您成功地完成将新技术引入实验室所需的验证过程。

 

不熟悉新一代测序?观看 Ion Torrent 新一代测序工作流程每个步骤的演示。 

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Converge 软件

Converge 软件是赛默飞世尔科技开发的一体式模块化企业平台,将法医学 DNA 数据管理和分析集成到一个软件包中,旨在提高法医学 DNA 实验室的效率。 通过 Converge NGS 分析模块,实验室现在能够检查线粒体基因组,以便在常染色体 DNA 质量差或没有可供分析的常染色体 DNA 时识别遗骸、检查 STR 标记物来确定混合物分析中的贡献物数量,以及检查靶向和法医相关的单核苷酸多态性 (SNP) 标记物,以获得调查线索。此外,还包括综合性的审核功能以满足监管链要求。

mtDNA 分析

由于复杂的对齐、存在 mtDNA 异质性以及整个基因组中存在的插入和缺失可能影响变异识别的准确性,这些均为线粒体全基因组分析带来挑战。    来自 BAM 文件的 NGS 读段首先映射到 PhyloTree 中的节点上,然后使用自定义 Smith-Waterman 对齐算法重新对齐,该算法将 PhyloTree 和 EMPOP 信息集成到评分功能中。    参照 rCRS 识别变异。 此外,计算较接近的单倍群,基于单倍群中的发生情况以及其他常规指标(包括频率、单链偏好性和覆盖率)对变异进行评估。    可以按多种格式查看变异,包括圆形图、线性视图、网格或 IGV 格式。此外,可以比较表达谱,也可以下载 CODIS 格式的配置文件。

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STR 分析

利用类似于 Applied Biosystems GeneMapper ID-X 软件的界面,您将能够使用熟悉的过程质量值 (PQV) 以及诸如等位基因数量 (AN)、梯状条带外等位基因 (OL)、峰高比 (PHR)、低于随机阈值 (BST) 和控制一致性 (CC) 之类的标记快速评价测序数据。   NGS 模块中提供了预先配置的分析设置,实验室可以根据需要进行修改。 

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SNP 分析

Converge 软件 SNP 分析提供了多种指标来监测测序质量,包括热点对比读段的覆盖率、链偏好、热点处包含每个碱基的读段数量、基因型识别和质量。 第三代血统分析包括基于自举分析生成混合预测和种群可能性的估计,以及变异性估计 (Alexander et al., Genome Research 2009)。      计算随机匹配概率 (RMP) 的身份鉴定分析,可以基于从1000个基因组数据或从用户提供的群体频率数据生成的基因型频率以及 Y 单倍群预测。       

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Precision ID 血统检测组合

Applied Biosystems Precision ID 血统检测组合包含165个常染色体标记物 (SNP),可为您提供生物地理血统信息并指导您执行调查。

Precision ID 身份鉴定检测组合

Applied Biosystems Precision ID 身份鉴定检测组合包含124个标记物,可提供与法医分析人员使用的 STR 基因型匹配概率类似的个体身份鉴定。 

将新一代测序 (NGS) 用于法医学并不是范式转换 — Bruce Budowle 博士,北德克萨斯大学健康科学中心
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介绍使用 NGS 技术的线粒体 DNA 测序 — Walther Parson 博士,因斯布鲁克医科大学法律医学研究所
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使用 Ion Torrent NGS 自动化加速法医学 DNA 分析 — Joseph Chang,赛默飞世尔科技
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线粒体 DNA 分析

STR 分析

血统 SNP 分析

身份鉴定 SNP 分析

客户视频

是否可解决无法解决的问题?

慕尼黑法医学研究所的 Marta Diepenbroek 博士介绍了她对定制分子鉴定试剂盒的验证,该试剂盒将祖先信息性常染色体和 Y-染色体 SNP 与表型预测结合在一起。

人类身份鉴定中的线粒体 DNA 分析

因斯布鲁克医科大学法律医学研究所的 Walther Parson 博士讨论了他的实验室使用 mtDNA 分析进行关键身份鉴定的许多案例。

参考文献