MedTech X

หลักการตรวจวิเคราะห์ของ NIPT ด้วย NGS การตรวจคัดกรองความผิดปกติของโครโมโซมก่อนคลอดโดยใช้เทคโนโลยีการตรวจหาดีเอ็นเอของทารกจากเลือดมารดา หรือที่เรียกว่า Non-Invasive Prenatal Testing (NIPT) เป็นเทคนิคที่ทันสมัยและมีความแม่นยำสูง NIPT อาศัยเทคโนโลยี Next-Generation Sequencing (NGS) ในการตรวจวิเคราะห์ความผิดปกติของโครโมโซมของทารกจาก cell-free fetal DNA (cffDNA) ที่อยู่ในกระแสเลือดของมารดา หลักการของ NIPT ด้วย NGS 1. การเก็บตัวอย่างและเตรียมดีเอ็นเอ ตัวอย่างเลือดของมารดาจะถูกเก็บในหลอดเฉพาะที่ช่วยรักษาคุณภาพของ cffDNA หลังจากนั้นเลือดจะถูกปั่นแยกพลาสมาออกมา และทำการสกัด cell-free DNA (cfDNA) ซึ่งเป็นส่วนผสมระหว่างดีเอ็นเอของมารดาและทารก การแยก cfDNA ของมารดาและทารกออกจากกัน cfDNA ของทารก (cffDNA) มักจะมีขนาดสั้นกว่า cfDNA ของมารดา โดยทั่วไป cffDNA มีขนาดประมาณ 140-160 bp ในขณะที่ cfDNA ของมารดาจะมีขนาดใหญ่กว่า (มากกว่า 160 bp) สามารถใช้เทคนิค Size Selection เพื่อเลือกเฉพาะชิ้นดีเอ็นเอที่มีขนาดสั้นเพื่อเพิ่มความแม่นยำของการตรวจ นอกจากนี้ ยังสามารถใช้วิธีการคำนวณสัดส่วนของ cfDNA โดยเปรียบเทีย...

PacBio (Pacific Biosciences) PacBio (Pacific Biosciences) เป็นบริษัทที่พัฒนาเทคโนโลยีการหาลำดับเบสที่เรียกว่า Single Molecule Real-Time (SMRT) Sequencing ซึ่งเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการหาลำดับแบบ Third Generation Sequencing (TGS) ที่ถูกนำมาใช้ตั้งแต่ปี 2011 เทคโนโลยีนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้สามารถอ่านลำดับ DNA และ RNA ได้อย่างแม่นยำและรวดเร็ว โดยสามารถจัดลำดับได้ในความยาวที่มากกว่าที่เคยมีมาในเทคโนโลยีก่อนหน้า. หลักการและทฤษฏี PacBio SMRT Sequencing ใช้หลักการของการตรวจจับการเรืองแสงจากนิวคลีโอไทด์ที่ถูกดัดแปลง ซึ่งจะถูกใช้ในการสังเคราะห์ DNA ที่เป็นเป้าหมายในระหว่างกระบวนการอ่านลำดับ โดยเอนไซม์ DNA polymerase จะทำหน้าที่ในการเพิ่มนิวคลีโอไทด์เข้าไปในสาย DNA ที่กำลังสังเคราะห์อยู่ เมื่อมีการเพิ่มนิวคลีโอไทด์ใหม่เข้าไป จะเกิดการปล่อยแสงเรืองออกมา ซึ่งสามารถตรวจจับได้ ทำให้สามารถอ่านลำดับเบสได้อย่างแม่นยำและมีความละเอียดสูง กระบวนการวิเคราะห์ กระบวนการวิเคราะห์ข้อมูลจาก PacBio ประกอบด้วยขั้นตอนการสร้างข้อมูลลำดับเบสจากการอ่านที่ได้ โดยข้อมูลจะถูกประมวลผลเพื่อสร้างลำดับที่สมบูรณ์และสามารถนำไปว...

NIPT (Non-Invasive Prenatal Testing): ทางเลือกที่ปลอดภัยและแม่นยำสำหรับหญิงตั้งครรภ์ การตรวจคัดกรองก่อนคลอดบุตรมีความสำคัญอย่างมากในการดูแลสุขภาพของทารกในครรภ์ และ NIPT (Non-Invasive Prenatal Testing) เป็นหนึ่งในวิธีที่ทันสมัยและมีความแม่นยำสูงมากและได้รับความนิยมในการตรวจคัดกรองปัจจุบัน โดยสามารถช่วยระบุความผิดปกติของโครโมโซมของทารกได้อย่างปลอดภัยโดยไม่ได้ทำให้เกิดอันตราย (invasive) เหมือนกับการการตรวจแบบดั้งเดิม เช่น การเจาะน้ำคร่ำ (amniocentesis) หรือการตรวจชิ้นเนื้อรก (CVS, chorionic villus sampling)  หลักการทำงานของ NIPT เป็นการวิเคราะห์ DNA ของทารกที่ปนเปื้อนอยู่ในกระแสเลือดของมารดา (cell-free fetal DNA หรือ cfDNA) โดยใช้เทคนิคการตรวจวิเคราะห์ทางพันธุกรรมที่มีความแม่นยำสูง เช่น การหาลำดับเบสของ DNA (Next-Generation Sequencing; NGS) หรือการใช้เทคนิค PCR (Polymerase Chain Reaction) เพื่อวิเคราะห์โครโมโซมของทารก หากมีความผิดปกติ เช่น โครโมโซมเกินหรือขาด ระบบสามารถตรวจจับได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ความผิดปกติที่สามารถตรวจพบได้ กลุ่มอาการดาวน์ (Trisomy 21) กลุ่มอาการเอ็ดเวิร์ดส์ (T...

ความเป็นมาของ Nanopore Nanopore sequencing เป็นเทคโนโลยีการถอดรหัสลำดับ DNA และ RNA ที่พัฒนาขึ้นในช่วงปี 1980 โดยมีการค้นพบโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นช่องเล็กๆ (nanopore) ที่สามารถตรวจจับประจุไอออนจากกรดนิวคลีอิกได้. เทคโนโลยีนี้ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่ง Oxford Nanopore Technologies (ONT) ได้เปิดตัวอุปกรณ์ที่สามารถใช้งานได้ง่ายและสะดวกในปี 2018 ซึ่งสามารถทำการถอดรหัสพันธุกรรมได้ทุกที่ https://www.nature.com/articles/s41587-021-01108-x หลักการและทฤษฏี หลักการทำงานของ nanopore sequencing คือ การใช้กระแสไฟฟ้าผ่านรูขนาดเล็กของโปรตีนที่เรียกว่า nanopore เพื่อให้โมเลกุลกรดนิวคลีอิก (DNA หรือ RNA) ผ่านเข้าไปในรูนี้ เมื่อโมเลกุลเหล่านี้เคลื่อนที่ผ่าน nanopore จะเกิดการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าที่สามารถวัดได้ ซึ่งจะถูกแปลงเป็นลำดับเบสของ nucleotides. การใช้ motor protein ช่วยในการควบคุมการเคลื่อนที่ของ DNA หรือ RNA ทำให้สามารถอ่านลำดับเบสได้อย่างแม่นยำและรวดเร็ว โดยมีความเร็วในการอ่านประมาณ 450 เบสต่อวินาที กระบวนการวิเคราะห์ กระบวนการวิเคราะห์ข้อมูลจาก nanopore sequencing ประกอบด้วยขั้น...

หลักการของ Next Generation Sequencing (NGS) Next Generation Sequencing (NGS) เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในการหาลำดับนิวคลีโอไทด์หรือเบสของดีเอ็นเอในปริมาณมากอย่างมีประสิทธิภาพ โดย NGS สามารถอ่านลำดับสารพันธุกรรมได้พร้อมกันในหลายตัวอย่าง ซึ่งเป็นการพัฒนาขึ้นจากเทคนิคการหาลำดับแบบเดิม เช่น Sanger sequencing ที่มีข้อจำกัดในด้านความเร็วและปริมาณข้อมูลที่สามารถประมวลผลได้ในแต่ละครั้ง หลักการที่เป็นจุดเด่นของแต่ละยี่ห้อใน Next Generation Sequencing (NGS) ปัจจุบันเทคโนโลยี Next Generation Sequencing (NGS) มีด้วยกันหลายแพลตฟอร์มที่ถูกคิดค้นพัฒนาขึ้นมาโดยบริษัทต่างๆ ซึ่งแต่ละแพลตฟอร์มมีจุดเด่นและหลักการทำงานที่แตกต่างกัน ดังนี้: 1. Illumina • หลักการทำงาน: ใช้เทคนิค “sequencing by synthesis” ซึ่งจะมีการเพิ่มนิวคลีโอไทด์ที่มีฟลูออเรสเซนต์ในระหว่างการสังเคราะห์ดีเอ็นเอ โดยสามารถอ่านลำดับเบสได้พร้อมกันในปริมาณมาก (massive parallel sequencing) ทำให้สามารถจัดลำดับจีโนมได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูง • จุดเด่น: มีความแม่นยำสูง และสามารถทำการวิเคราะห์หลายตัวอย่างพร้อมกัน (multiplexing) ทำให้เหมาะสำ...

เทคโนโลยีการวิเคราะห์ลำดับพันธุกรรมสายยาว หรือ Long-Read Sequencing เทคโนโลยีการหาลำดับพันธุกรรมแบบ Long-Read หรือที่เรียกว่าการหาลำดับพันธุกรรมยุคที่สาม (Third-Generation Sequencing) เป็นการพัฒนาที่เปลี่ยนแปลงวงการจีโนมิกส์อย่างสำคัญ เทคโนโลยีนี้สามารถอ่าน DNA หรือ RNA ในรูปแบบที่ยาวต่อเนื่อง ซึ่งช่วยแก้ปัญหาที่พบในพื้นที่ที่ซับซ้อนหรือซ้ำกันในจีโนม เนื้อหานี้จะอธิบายพื้นฐานของเทคโนโลยีนี้ การทำงานเชิงเทคนิค และการใช้งานที่ทำให้เทคโนโลยีนี้มีความสำคัญในงานวิจัยสมัยใหม่ พื้นฐานของการหาลำดับพันธุกรรมแบบ Long-Read ในเทคโนโลยีการหาลำดับแบบ Short-Read แบบดั้งเดิม DNA หรือ RNA จะถูกแบ่งเป็นชิ้นส่วนขนาดเล็กและทำการหาลำดับทีละส่วน จากนั้นจึงนำมาประกอบกลับด้วยกระบวนการคำนวณ วิธีนี้อาจมีปัญหาเมื่อต้องจัดการกับพื้นที่ที่มีการซ้ำกันสูงหรือมีความซับซ้อน เทคโนโลยี Long-Read ช่วยแก้ปัญหานี้โดยการอ่านลำดับที่ยาวกว่า—บางครั้งยาวเกินกว่า 10,000 เบส—ซึ่งให้ข้อมูลที่ครอบคลุมและแม่นยำมากขึ้นสำหรับการวิเคราะห์จีโนม ปัจจุบันมีสองบริษัทหลักที่เป็นผู้นำในเทคโนโลยีนี้ ได้แก่: PacBio (Pacific Biosciences) : โดด...

เปรียบเทียบเทคโนโลยี Sequencing ทั้ง 3 Generation: ความแตกต่างและการทำงาน Jennifer Ronholm  et,al. 2016 ปัจจุบันนี้การวิเคราะห์ลำดับสารพันธุกรรม (Sequencing) ได้พัฒนาไปอย่างมากตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน โดยเราสามารถแบ่งเทคโนโลยีการวิเคราะห์ลำดับสารพันธุกรรมได้เป็น 3 เจเนอเรชันหลัก ๆ ซึ่งแต่ละเจนก็จะมีจุดเด่นและข้อจำกัดที่เหมาะสมแตกต่างกันออกไปครับ การที่เราซึ่งเป็นผู้ใช้หรือผู้รับบริการจากเทคโนโลยีเหล่านี้เข้าใจจุดเด่นและข้อจำกัดของเทคโนโลยีจะช่วยให้สามารถเลือกใช้เทคนิคที่เหมาะสมกับวัตถุประสงค์หรือการประยุกต์ใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นครับ วันนี้เราจะมาทำความรู้จักเทคนิคการวิเคราะห์ลำดับสารพันธุกรรม (Sequencing) กันครับ Gen 1: Sanger Sequencing หลักการทำงานของ Sanger Sequencing ใช้กระบวนการที่เรียกว่า “Dideoxy Chain Termination” ซึ่งประกอบด้วยขั้นการขยายสาย DNA โดยใช้เอนไซม์ DNA polymerase และการใส่ dideoxynucleotide (ddNTPs) ที่ทำให้หยุดการขยายสาย DNA ที่ตำแหน่งที่มีการใส่ ddNTPs เข้ามา จากนั้น DNA ที่ได้จะถูกแยกตามขนาดด้วยกระบวนการ Electrophoresis โดยในระบบ capillary electr...

เทคโนโลยีการวิเคราะห์ลำดับสารพันธุกรรม (Sequencing Technology) ความสำคัญของการวิเคราะห์ลำดับสารพันธุกรรม การวิเคราะห์ลำดับสารพันธุกรรม (Sequencing) เป็นเทคโนโลยีที่สำคัญในวงการชีววิทยาศาสตร์และการแพทย์ โดยช่วยให้เราเข้าใจโครงสร้างของ DNA และ RNA ซึ่งเป็นข้อมูลพื้นฐานที่กำหนดลักษณะและการทำงานของสิ่งมีชีวิต เทคโนโลยีนี้ถูกนำมาใช้ในหลายด้าน เช่น การวินิจฉัยโรคทางพันธุกรรม การวิจัยโรคมะเร็ง การศึกษาเกี่ยวกับวิวัฒนาการ และการพัฒนายาแบบเฉพาะบุคคล (Precision Medicine) วิวัฒนาการของเทคโนโลยีการวิเคราะห์ลำดับสารพันธุกรรม Sanger Sequencing (1977): เป็นเทคนิคแรกที่ถูกพัฒนาขึ้นสำหรับการวิเคราะห์ลำดับ DNA โดยใช้กระบวนการหยุดยั้งการสังเคราะห์ DNA ที่ตำแหน่งฐานเฉพาะ ทำให้ได้ลำดับ DNA ทีละชิ้น กระบวนการนี้แม้จะมีความแม่นยำสูง แต่มีข้อจำกัดด้านความเร็วและปริมาณข้อมูลที่สามารถวิเคราะห์ได้ Next-Generation Sequencing (NGS): NGS เป็นเทคโนโลยีรุ่นใหม่ที่เปลี่ยนแปลงการวิเคราะห์ลำดับ DNA อย่างสิ้นเชิง โดยสามารถวิเคราะห์ DNA หลายล้านชิ้นพร้อมกันในเวลาเดียวกัน ทำให้ได้ข้อมูลที่มีปริมาณมากและความละเอียดสูงในเว...