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详解如何搭建Bionano Saphyr系统实验平台

详解如何搭建Bionano Saphyr系统实验平台 基因快讯
2021-03-30
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导读:Bionano Saphyr 系统以100kbp-Mbp级别读长可实现超高灵敏度的结构变异检测分析和复杂基因组de novo组装。在结构变异检测领域目前广泛应用于肿瘤、白血病、遗传病、罕见病等疾病的研

什么是Saphyr系统 

Bionano Saphyr 系统以100kbp-Mbp级别读长可实现超高灵敏度结构变异检测分析复杂基因组de novo组装。在结构变异检测领域目前广泛应用于肿瘤、白血病、遗传病、罕见病等疾病的研究。Saphyr 半导体芯片上有多达120,000个纳米通道,经高清CCD对所有纳米通道的DNA实时成像,每个flowcell可采集高达5T数据,软件自动将图片数据转换成分子数据,最终组装得到全基因组光学图谱

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Bionano Saphyr 

全基因组光学图谱

检测系统组成

一套Saphyr系统硬件(图1)包含了主机(Saphyr Instrument), 主机控制电脑(Instrument Controller), Access服务器(Bionano Access Server),Saphyr计算服务器(Saphyr Compute Server)及相关附件(显示器和鼠标键盘等)。


另外客户可根据数据分析任务量采购额外的Bionano计算服务器 (Bionano Compute Server) 来扩充分析节点,加快分析速度。


图1 Saphyr系统硬件及连接示意图


Saphyr Instrument:用于采集Saphyr芯片上流动的荧光标记后长片段DNA图像,产生原始图像数据。


Instrument Controller:安装Instrument Control Software (ICS)及储存原始图像数据。ICS用于控制Saphyr Instrument中各种功能(如电压、电流、机械运动、拍照时间等) 。同时也将采集到的原始图像转换成分子数据(.bnx) ,并计算实时参数(如数据通量、分子长度、荧光标记密度等)。


Bionano Access Server:数据储存、管理及可视化服务器。可安装并登录网页服务器应用Bionano Access Software可以对账户及数据进行管理,同时也可以设置数据分析参数,启动分析,在分析完成后查看数据,生成报告。


Saphyr Compute Server:机架式数据分析服务器(图2) 。安装Bionano Solve/Tools数据分析软件。对Bionano Access软件中设置的分析流程进行运算,并将结果返回到Bionano Access软件中进行展示。


Bionano Compute Server:机架式数据分析服务器(图2) ,功能与Saphyr Compute Server类似,用于增加数据分析计算力。客户可根据实际情况额外购买。

图2 Bionano 数据分析服务器

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Bionano Saphyr

系统网络连接设置

如图1所示,Saphyr硬件组成需位于同一局域网内。利用千兆交换机(客户按要求自行购买)连接计算服务器和局域网。位于同一局域网的计算机都可以利用Bionano Access Server地址远程登录Access Software进行设置操作和数据查看。


注意事项tips:

1,  局域网需要千兆以太网。

2,  推荐该局域网能够接入外部互联网,以方便后期远程访问,系统升级。

3,  推荐采用Chrome浏览器登录Access服务器。

4,  Access服务器不能采取代理服务器模式 (proxy servers) ,否则会导致实时数据更新不及时。

5,  Access服务器用于储存原始数据和分析后的结果。服务器空间足够正常运行实验室几年的样本数据存储。我们建议定期备份Access Installation folder中的所有内容。如果数据存储超过服务器容量,建议联系Bionano售后服务协助备份转移整体数据。

6, Saphyr Instrument, Instrument Controller, Bionano Access Server建议放置于实验室,Saphyr/Bionano Compute Server建议独立放置在计算机房,利用局域网连接。

7,24口千兆交换机 (推荐型号NETGEAR GSM 7228S-100NES)。

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Bionano Saphyr

系统实验室环境要求

温度:实验室内部温度控制稳定,可接受温度范围为19°C 到25°C某一恒定温度 。
湿度:实验室内部湿度控制稳定,可接受湿度范围为相对湿度20% 到80% 。
海拔:仪器放置海拔低于2000米。
通风散热:仪器周围至少顶部 93cm, 背部 5cm, 侧边 15cm。
空气质量:国际电工委员会(IEC)规定的污染二级(Pollution Degree II)或以上环境。

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Bionano Saphyr

系统实验台设计要求

实验台尺寸:至少 长 150cm, 宽 80cm。
仪器空间: 仪器周围至少顶部 93cm, 背部 5cm, 侧边 15cm。
实验台设计:仪器周围至少有2个1Gb的网口,4个标准电源线接口(100~240 VAC)。

注意事项tips:
1, 非Bionano专业工程师移动仪器会影响后续数据质量。
2, 顶部间隙不足会损坏stage access door并影响运行性能。
3, Instrument Controller 必须放置在Saphyr Instrument 1米范围之内。

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Bionano Saphyr

系统电力要求

表1 Saphyr系统硬件电力参数 

(点击查看大图)


注意事项tips:
1, 建议将所有Saphyr组件连接到用户提供的不间断电源(UPS)。以保障线路稳定和足够电力供应。
2, 随机附带电源线为北美标准。北美以外的用户需要特定国家/地区的IEC 60320-C13电源线。

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实验室其他要求

1,  将仪器放置于干净平整的表面,如坚固的专用实验室工作台。
2,  保证仪器远离阳光直射或热源。
3,  禁止将仪器放置于有液体或化学品的实验室工作台。
4,  不要在仪器放置工作台面上放置任何其他可能产生振动的设备,包括离心机、压缩机和振荡器等。
5,  不要将仪器放置于在可能产生振动的物体上或附近,如较重的门附近。
6,禁止在仪器顶部放置任何物品。
7,应该避免将仪器置于实验室进气或排气口下方,包括实验室空调出风口附近,以防止运行过程中样本过快蒸发。
8,  为保证Saphyr所在实验室温度稳定,防止运算服务器大量产热影响机器运行和数据收集,建议将Saphyr/Bionano Compute Server安装在数据中心(如没有独立数据中心,建议安装在另外的房间)。

关于Bionano
Bionano 是一家生命科学仪器公司,服务于基因组分析领域。Bionano 开发并销售 Saphyr 系统——一个超灵敏和超特异性结构变异检测平台,帮助研究人员和临床医生快速找到新的诊断和治疗靶点,并建立和开发比传统细胞遗传学技术更系统、更精简和更工业化的数字细胞遗传学检测手段。
Saphyr 系统包括仪器、芯片耗材、试剂和一套数据分析工具。相比传统的结构变异检测工具,如核型、FISH,Saphyr 拥有无可比拟的分辨率、全基因组覆盖度,便捷的操作流程以及直观的结果呈现,对结果变异领域的难点平衡易位和倒位,可准确检出。在基因组de novo组装领域,Saphyr 帮助生物学家极大提高scaffold,提升组装质量和完整性。


基因有限公司作为Bionano公司中国区代理商,我们为您基因组研究领域提供最完整的解决方案,也为国内用户提供专业的单分子光学图谱系统的安装培训,技术支持,应用培训与售后维护工作,赢得客户的一致好评与信任。基因有限公司将一如既往的支持越来越多的Bionano用户。


【声明】内容源于网络
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基因生物技术国际贸易(上海)有限公司拥有仪器,试剂,市场与技术支持,售后等各部门组成的完整体系,是国内生命科学领域主要供应商之一,代理国际一流的高科技产品。积极利用公众号,进行最新资讯的共享,希望得到您的关注和支持。
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