مقایسه دو دستگاه Ion S5 و Ion Proton

سیستم‌های Ion Proton و Ion S5 هر دو پلتفرم‌های توالی‌یابی نسل بعدی (NGS) توسعه یافته توسط Thermo Fisher Scientific هستند، اما دارای ویژگی‌های متمایز و طراحی شده برای نیازهای متفاوت از نظر کارایی هستند. درک تفاوت‌های بین این دو سیستم می‌تواند در انتخاب پلتفرم مناسب برای نیازهای خاص تحقیقات ژنومی کمک کند. دستگاه‌های Ion S5 و Ion Proton هر دو از تکنولوژی Ion Torrent استفاده می‌کنند و برای توالی‌یابی DNA به روش semiconductor sequencing به کار می‌روند. این دو دستگاه در خانواده‌ی تکنولوژی‌های نسل جدید توالی‌یابی (NGS) هستند، ولی از لحاظ کاربرد، ظرفیت، سرعت، دقت و هزینه‌ها تفاوت‌هایی دارند. در ادامه ابتدا هر دستگاه را به صورت جداگانه توضیح می‌دهم، سپس به مقایسه و تفاوت‌های کلیدی آن‌ها می‌پردازم.

فناوری توالی‌یابی:

• هر دو سیستم از فناوری توالی‌یابی نیمه‌رسانا استفاده می‌کنند که یون‌های هیدروژن آزاد شده در طی فرآیند پلیمریزاسیون DNA را تشخیص می‌دهند. با این حال، ممکن است در جزئیات تشخیص و قابلیت‌های پردازش آن‌ها تفاوت‌هایی وجود داشته باشد.

کارایی و قابلیت ارتقاء:

• سیستم Ion Proton: برای توالی‌یابی با کارایی متوسط تا بالا طراحی شده است. این سیستم به ویژه برای توالی‌یابی کامل ژنوم و اگزوم مناسب است و برای کاربردهایی که به خروجی بالاتری نیاز دارند مانند مطالعات ژنومیک مقیاس بزرگ یا تحقیقات بالینی ایده‌آل است.
• سیستم Ion S5: قابلیت انعطاف‌پذیری بیشتری از نظر کارایی ارائه می‌دهد، با چیپ های مختلف که به نیازهای متفاوت پروژه‌ها پاسخ می‌دهند. این سیستم چندمنظوره است و می‌تواند همه چیز از پانل‌های هدفمند کوچک تا توالی‌یابی اگزوم را پوشش دهد و برای پروژه‌های کوچک و بزرگ مناسب است.

سرعت توالی‌یابی:

• هر دو سیستم قابلیت توالی‌یابی سریع را ارائه می‌دهند، اما سیستم Ion Proton به طور کلی در انجام وظایف توالی‌یابی کامل ژنوم و اگزوم سریع‌تر است. سیستم Ion S5، در حالی که همچنین کارآمد است، ممکن است زمان‌های اجرای متفاوتی داشته باشد که بستگی به چیپ استفاده شده و پیچیدگی پروژه دارد.

کاربردها:

• سیستم Ion Proton: بیشتر بر توالی‌یابی کامل ژنوم و اگزوم تمرکز دارد.
• سیستم Ion S5: برای طیف گسترده‌ای از نیازهای توالی‌یابی مناسب است، از جمله توالی‌یابی DNA هدفمند، RNA و توالی‌یابی ژنوم‌های کوچک.

خروجی داده:

• سیستم Ion Proton معمولاً خروجی داده بیشتری در هر اجرا تولید می‌کند در مقایسه با سیستم Ion S5، که با مناسب بودن آن برای پروژه‌های ژنومیک بزرگ‌تر همخوانی دارد.

رابط کاربری و نرم‌افزار:

• هر دو سیستم مجهز به رابط‌های کاربری و نرم‌افزارهای دوستانه برای تجزیه و تحلیل داده‌ها هستند. با این حال، ویژگی‌های خاص و تجربه کاربری ممکن است متفاوت باشد و متناسب با قابلیت‌های منحصر به فرد هر سیستم طراحی شده باشد.

 هزینه:

• هزینه کلی هر سیستم ممکن است بر اساس نیازها و کارایی و مقیاس پروژه‌ها متفاوت باشد. قابلیت انعطاف‌پذیری سیستم Ion S5 ممکن است راه‌حل‌های مقرون‌به‌صرفه‌تری برای پروژه‌های کوچک یا متوسط ارائه دهد، در حالی که سیستم Ion Proton به دلیل کارایی بالاتر ممکن است برای پروژه‌های مقیاس بزرگ‌تر مقرون‌به‌صرفه‌تر باشد.

فضای آزمایشگاه:

•  هر دو سیستم به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در فضاهای استاندارد آزمایشگاهی جای بگیرند، اما راه‌اندازی و نیازهای فضایی آن‌ها ممکن است بسته به تجهیزات جانبی مورد نیاز برای هر سیستم کمی متفاوت باشد.

دستگاه Ion Proton

معرفی کلی:

Ion Proton یکی از نسل‌های اولیه‌تر دستگاه‌های Ion Torrent است که برای توالی‌یابی ژنوم‌های کامل یا ترنسکریپتوم‌ها (مانند RNA-seq) طراحی شده است.

ویژگی‌ها:

• تکنولوژی: Ion semiconductor sequencing (با تشخیص یون‌های هیدروژن)

• کاربرد اصلی: توالی‌یابی ژنوم کامل انسان، RNA-Seq، Whole Exome Sequencing (WES)

• چیپ مورد استفاده: Proton I و II chips

• ظرفیت دیتای خروجی: حدود 10 تا 20 گیگابیس بر اساس نوع چیپ

• زمان توالی‌یابی: حدود 2 تا 4 ساعت بسته به چیپ

• دقت: مناسب برای پروژه‌های ژنومی بزرگ، ولی در مقایسه با سیستم‌های جدیدتر مثل S5 یا Illumina، دقت کمتری در نواحی هم‌سان (homopolymer) دارد.

نقاط قوت:

بیشتر بخوانید:تفاوت روش RT-PCR و qPCR

• مناسب برای پروژه‌های توالی‌یابی در مقیاس بزرگ

• سرعت بالا نسبت به نسل‌های قبلی

نقاط ضعف:

• دقت نسبتاً پایین‌تر در خوانش‌های هم‌سان (homopolymer errors)

• انعطاف‌پذیری کمتر در کاربردهای بالینی

• پشتیبانی و توسعه آن در حال کاهش است.

دستگاه Ion S5 / Ion S5 XL

معرفی کلی:

Ion S5 یک پلتفرم جدیدتر و پیشرفته‌تر نسبت به Proton است که با تمرکز بر انعطاف‌پذیری در مقیاس پروژه‌ها و استفاده آسان‌تر طراحی شده است. مدل XL دارای سرعت بالاتر در آنالیز دیتا است.

ویژگی‌ها:

• تکنولوژی: همان تکنولوژی Ion Torrent با بهینه‌سازی سخت‌افزار و نرم‌افزار

• کاربرد اصلی: targeted sequencing، پانل‌های ژنی، Exome، RNA-Seq، 16S rRNA profiling و غیره

• چیپ مورد استفاده: Ion 510، 520، 530 (و در مدل XL، چیپ‌های بیشتری پشتیبانی می‌شود)

• ظرفیت دیتای خروجی: از 2 تا 15 گیگابیس بسته به چیپ

• زمان توالی‌یابی: از 2.5 تا 4 ساعت

• دقت: بهبود یافته نسبت به Proton به خصوص در homopolymer regions

نقاط قوت:

• انعطاف‌پذیری بسیار بالا در پروژه‌های کوچک تا متوسط

• راحتی کاربری (با رابط کاربری ساده‌تر)

• قابلیت اتصال مستقیم به Ion Chef برای اتوماسیون آماده‌سازی کتابخانه

• دقت بهتر نسبت به Proton

نقاط ضعف:

• برای پروژه‌های بسیار بزرگ (مثلاً ژنوم کامل انسان) بهینه نیست

• هزینه نسبی بالاتر برای برخی کاربردها در مقایسه با Illumina

کلام آخر:

به طور خلاصه، هر دو سیستم Ion Proton و Ion S5 پلتفرم‌های پیشرفته NGS هستند که از فناوری نیمه‌رسانا استفاده می‌کنند، آن‌ها به مقیاس‌ها و انواع مختلف تحقیقات ژنومیک خدمت می‌کنند. سیستم Ion Proton بیشتر برای نیازهای کارایی بالاتر مانند توالی‌یابی کامل ژنوم و اگزوم مناسب است، در حالی که سیستم Ion S5 انعطاف‌پذیری و قابلیت انطباق‌پذیری بیشتری ارائه می‌دهد که آن را برای طیف گسترده‌ای از پروژه‌های توالی‌یابی، از جمله مطالعات هدفمند کوچکتر، مناسب می‌سازد.

برای طلاعات بیشتر در مورد دستگاه و نحوه خرید آن با کارشناسان ما در شرکت ماناتک در تماس باشید.