Qitan QNome-3841
Нанопоровый секвенатор китайского производства, разработанный как альтернатива платформам Oxford Nanopore Technologies. Секвенирует длинные молекулы ДНК/РНК в реальном времени с прямой детекцией модификаций оснований. Использует собственные белковые нанопоры и электронную детекцию.
ООО «Спин Аналитика» не осуществляет продажу оборудования. Платформа является информационно-навигационным сервисом.
Ключевые характеристики
| Тип | Нанопоровый секвенатор третьего поколения |
| Форм-фактор | Настольный компактный |
| Время запуска | От 1 до 72 часов (гибкая длительность) |
| Формат данных | FAST5, FASTQ |
| Точность чтения | >Q20 для одиночного чтения, >Q30 при консенсусе |
| Длина ридов (макс) | Потенциально неограничена (типично до сотен кб) |
| Мультиплексирование | Поддержка баркодирования, до 24 образцов |
| Проточные ячейки/чипы | Одноразовый чип с массивом белковых нанопор |
| Выход данных за запуск | До ~5 Гб на чип QCell-384 (проектная производительность) |
| Программное обеспечение | Проприетарное ПО управления и base calling (нейросетевое) |
| Количество ридов за запуск | До нескольких миллионов |
| Технология секвенирования | Нанопоровое секвенирование (электронная детекция ионного тока) |
Описание
Назначение
Qitan QNome-3841 представляет собой нанопоровый секвенатор третьего поколения, разработанный китайской компанией Qitan Technology (齐碳科技). Прибор предназначен для секвенирования длинных молекул нуклеиновых кислот в реальном времени без необходимости амплификации или флуоресцентной маркировки.
Место в линейке
QNome-3841 является основной коммерческой платформой Qitan Technology. Компания разрабатывает нанопоровую технологию независимо от Oxford Nanopore Technologies, используя собственные белковые нанопоры. QNome-3841 позиционируется как настольное устройство для исследовательских лабораторий.
Принцип работы
Одноцепочечная молекула ДНК или РНК протягивается через белковую нанопору, встроенную в мембрану. При прохождении каждого нуклеотида через пору изменяется ионный ток. Характерный паттерн изменений тока позволяет идентифицировать последовательность оснований.
Нанопоровое секвенирование не требует синтеза комплементарной цепи, флуоресцентных меток или циклической подачи реагентов. Молекула считывается напрямую, Длина ридов потенциально не ограничена. Модификации оснований (метилирование) детектируются без дополнительной обработки.
Позиция на рынке
Qitan Technology является первой китайской компанией, разработавшей коммерческий нанопоровый секвенатор. В контексте стратегии импортозамещения в КНР QNome-3841 рассматривается как альтернатива Oxford Nanopore MinION/GridION. Компания активно развивается при поддержке государственных программ.
Ключевые технологии
Белковые нанопоры
Qitan Technology разработала собственные белковые нанопоры, не зависящие от интеллектуальной собственности Oxford Nanopore Technologies. Поры встраиваются в синтетическую липидную мембрану на полупроводниковом чипе. Каждая пора функционирует как индивидуальный сенсор, регистрирующий прохождение одной молекулы.
Структура поры оптимизирована для различения четырёх стандартных оснований и их модифицированных вариантов (5-метилцитозин, N6-метиладенин). Скорость транслокации молекулы через пору контролируется моторным белком.
Электронная детекция ионного тока
Каждая нанопора подключена к индивидуальному усилителю тока на ASIC-чипе. Измерение тока выполняется с частотой дискретизации в несколько килогерц. Алгоритмы base calling анализируют характерные паттерны изменения тока для определения последовательности оснований.
Электронная детекция исключает необходимость в оптических компонентах, лазерах и камерах. Это упрощает конструкцию прибора и снижает стоимость.
Одноразовые чипы с нанопорами
Секвенирующий чип содержит массив нанопор на мембране, интегрированный с электронной системой считывания. Чип является одноразовым расходным материалом. Количество активных пор на чипе определяет пропускную способность системы.
Алгоритмы base calling
Программная обработка сигнала использует нейросетевые алгоритмы для преобразования последовательности уровней тока в последовательность оснований. Качество base calling зависит от соотношения сигнал/шум и скорости транслокации. Обновления алгоритмов повышают точность без изменения аппаратной части.
Для кого подходит
- Секвенирование полных геномов бактерий, вирусов и малых эукариот с длинными ридами
- Структурная геномика и анализ структурных вариантов (SV)
- Метагеномика с видовой идентификацией в реальном времени
- Эпигенетика с прямой детекцией метилирования без бисульфитной конвертации
- Генотипирование патогенов в эпидемиологическом надзоре
- Сборка геномов de novo с использованием ультрадлинных ридов
- Исследование повторяющихся регионов генома (центромеры, теломеры)
- Секвенирование полноразмерных транскриптов (direct RNA-seq)
Особенности эксплуатации
Программное обеспечение
Проприетарное ПО управления прибором и первичного анализа данных. Base calling выполняется на основе нейросетевых моделей. Данные экспортируются в форматах FAST5 и FASTQ для дальнейшего анализа стандартными биоинформатическими инструментами.
Требования к установке
Настольный форм-фактор, компактные габариты. Стандартная лабораторная среда, подключение к компьютеру через USB. Не требует специальных условий размещения. Нужен производительный компьютер с GPU для ускорения base calling.
Обслуживание и расходные материалы
Основные расходные материалы: одноразовые секвенирующие чипы с нанопорами и набор для подготовки библиотек. Подготовка библиотек может быть упрощённой (без амплификации) или включать ПЦР-обогащение. Минимальное обслуживание прибора.
Ограничения
- Точность одиночного чтения ниже, чем у платформ коротких ридов (Illumina, MGI)
- Ограниченная пропускная способность по сравнению с высокопроизводительными платформами
- Развивающаяся экосистема биоинформатических инструментов
- Ограниченная доступность за пределами Китая
Области применения
Сравнение с аналогами
MinION Mk1C является ближайшим аналогом QNome-3841 по форм-фактору и принципу работы. MinION выпускается с 2014 года, имеет установленную базу в тысячах лабораторий, развитую экосистему инструментов (Guppy/Dorado base calling, EPI2ME) и тысячи публикаций. QNome-3841 использует собственные нанопоры и ориентирован на китайский рынок. По точности и пропускной способности системы близки.
GridION является настольной системой с 5 независимыми проточными ячейками и встроенным GPU для base calling в реальном времени. Пропускная способность GridION — до 150 Гб на запуск (5 ячеек) vs ~5 Гб на чип у QNome-3841. GridION ориентирован на лаборатории с более высоким объёмом секвенирования и параллельными проектами.
Revio использует принципиально иную технологию длинных ридов: SMRT-секвенирование с оптической детекцией флуоресценции в нанолунках (ZMW). Revio обеспечивает значительно более высокую точность одиночного чтения (HiFi, >Q30) при длине ридов до 25 кб. QNome-3841 предлагает потенциально более длинные риды и прямую детекцию модификаций, но с меньшей точностью одиночного чтения.
Частые вопросы
Чем QNome-3841 отличается от Oxford Nanopore MinION?
QNome-3841 и MinION используют один и тот же принцип нанопорового секвенирования, но с разными реализациями. Qitan Technology разработала собственные белковые нанопоры, независимые от патентов Oxford Nanopore. MinION обладает значительно большей установленной базой, развитой экосистемой инструментов и многолетней историей публикаций. QNome-3841 ориентирован прежде всего на китайский рынок в контексте программ импортозамещения.
Доступен ли QNome-3841 за пределами Китая?
На текущий момент основной рынок QNome-3841 находится в Китае. Компания Qitan Technology постепенно расширяет международное присутствие, но доступность прибора, расходных материалов и сервисной поддержки за пределами КНР ограничена. Для лабораторий вне Китая рекомендуется уточнять наличие дистрибьюторов в конкретном регионе.
Какова точность секвенирования QNome-3841?
Точность одиночного чтения (raw accuracy) составляет порядка Q20 (99%), что типично для нанопорового секвенирования. При использовании консенсусных алгоритмов (многократное прочтение одного участка) точность повышается до Q30 и выше. Для задач, требующих высокой точности на уровне отдельных нуклеотидов, рекомендуется гибридный подход с дополнительным секвенированием на платформе коротких ридов.
Дополнительные материалы
Коды для госзакупок
Возможные коды ОКПД2 для закупки данного оборудования по 44-ФЗ и 223-ФЗ. Выбор кода зависит от назначения и контекста закупки.
Коды КТРУ регулярно обновляются Минфином и зависят от конкретных характеристик закупаемого оборудования (автоматическое/полуавтоматическое, с охлаждением/без и т.д.). Актуальные коды КТРУ доступны только в Единой информационной системе закупок.
Информация о кодах ОКПД2 носит справочный характер. Коды приведены в качестве примера возможных вариантов классификации данного оборудования. Выбор кода, его соответствие нормативно-правовым актам и целесообразность применения определяются заказчиком самостоятельно. ООО «Спин Аналитика» не несёт ответственности за некорректное применение указанных кодов при осуществлении закупочных процедур.