1. Laboratoriji

 

Osrednji laboratorij za sekvenciranje naslednje generacije

V ustanavljanju. Laboratorij bo partnerjem ELIXIR-SI nudil sodobno NGS in drugo visokozmogljivostno laboratorijsko opremo, orodja in storitve.

 

Laboratorij za posameznocelične analize

V ustanavljanju. Laboratorij bo partnerjem ELIXIR-SI nudil sodobno opremo, orodja in storitve za posameznocelične analize, vključno s Chromium Controller Spatial (10x Genomics), GridION (Oxford Nanopore), konfokalni invertni mikroskop (Carl-Zeiss).

Drugi laboratoriji:

2. Raziskovalna oprema

Raziskovalna oprema projekta ELIXIR-SI RI-SI-2

Osrednji laboratorij za sekvenciranje naslednje generacije

Aparatura nCounter® SPRINT Profiler (proizvajalec NanoString Technologies, Inc.) omogoča hkratno kvantitativno analizo do 800 zaporedij nukleinskih kislin (DNA in RNA) ali proteinov v vzorcu (ali hkratno kvantitativno analizo do 200 zaporedij nukleinskih kislin v 4 vzorcih). Fluorescentno označene sonde se vežejo na specifična zaporedja nukleinskih kislin v vzorcu, nevezane sonde se med pripravo vzorca odstranijo.

 

S pomočjo mikroskopa in računalniške analize slike sistem določi vrsto in število vezanih sond ter s tem omogoča kvantitativno analizo nukleinskih kislin in proteinov. Prednost sistema je hitra in enostavna priprava vzorca za analizo, brez pomnoževanja, brez prepisovanja v cDNA, brez priprave knjižnice. Omogoča tudi analizo zahtevnih vzorcev, kot so FFPE vzorce (vzorci, fiksirani v formalinu in vklopljeni v parafin), vzorci tkiv, lizati in tekočine.

 

Lokacija: enota ELIXIR-SILVR (KRVS).

 

 

Genetski analizator SeqStudio Genetic Analyzer (A34274) je četrta-zadnja generacija 4 kapilarnih, elektroforeznih (CE) takoimenovanih Sangerjevih sekvenatorjev.

 

SeqStudio je avtomatiziran kapilarno – elektroforezni sistem za analizo nukleinskih kislin. Avtomatsko opravlja vzorčenje, menjavo polimera, separacijo DNA in simultano detekcijo fluorescence v 4 kapilarah. Sistem podpira istočasno na ploščici (96-well), ali v tubicah (8-set) tako sekvenčno kot fragmentno analizo. Dodatno omogoča dodajanje novih vzorcev med izvajanjem analize.

 

Program analize dela lahko predpripravimo na računalniku, na samem aparatu (velik ekran na dotik), prenesemo preko WI-FI, LAN komunikacije.

 

SeqStudio podpira za delo enake reagente kot ostali sekvenatorji Applied Biosystems z več kapilarami (družina 3500 in 3730, stari sistemi 310, 3130 družina). Za sekvenčno analizo se uporablja BigDye™ Terminator 1.1 Kit, BigDye™ Terminator 3.1 Kit terminatorska kemija in drugo. Za izvajanje fragmentne analize se podpirajo več barvne kemije, do vključno zadnje šest barvne kemije.

 

Glavne aplikacije so: sekvenciranje plasmidov, analize v onkologiji (potrjevanje mutacij-ortogonalna tehnologija), določanje vrst – speciesov, CRISPAR-Cas9 analize – editiranje genomov (diagnostika, farmacija), forenzične analize, analize SNP (SNAP shot genotipizacija), multiplex ligacije (MLPA; CNV) in druge analize v farmaciji, diagnostiki, okoljevarstvu, mikrobiologiji. Poleg klasičnih sekvenčnih in fragmentnih analiz sistem omogoča še različne analize uporabne v diagnostiki od HLA, CF, HIV, analiziranje bakterijskih in glivičnih združb, primerjalnega sekvenciranja, validiranja določenih regij.

 

Lokacija: enota ELIXIR-SILVR (KRVS).

 

QuantStudio 7 Pro je modularni sistem najnovejše generacije inštrumentov za PCR v realnem času proizvajalca Applied Biosystems (del Thermo Fisher Scientific).

 

Modul Real-Time PCR omogoča uporabo hitrih 96- in 384-mestnih termo blokov za izvajanje verižne reakcije s polimerazo v realnem času (kvantitativni PCR) in izvajanje nekaterih funkcij preko glasovnih ukazov. Preko funkcije HRM omogoča hitro in natančno prepoznavanje polimorfizmov enega nukleotida (SNP) v proučevanem vzorcu. Optika omogoča razločevanje med 21-imi različnimi fluorescentnimi barvili v območju vzbujanja 450-600 nm in območju detekcije 500-640 nm.

 

Priložena je vsa potrebna programska oprema za zajemanje in obdelavo podatkov.

 

Lokacija: enota ELIXIR-SILVR (KRVS).

Digitalni modul Studio 3D omogoča kvantitativne PCR aplikacije brez uporabe reference oziroma standardne krivulje z možnostjo uporabe na številnih področjih. Reakcija PCR pomnoževanja poteka na polprevodniškem čipu s kapaciteto 20.000 luknjic.

 

Priložena je vsa potrebna programska oprema za zajemanje in obdelavo podatkov.

 

Lokacija: enota ELIXIR-SILVR (KRVS).

Pokončni konfokalni laserski skenirni mikroskop je opremljen z motorizirano mikroskopsko mizico z možnostjo skeniranja po oseh x in y in ostrenjem po osi z. Vsebuje 10x, 40x in 63x objektive, laserje valovnih dolžin 448 nm, 488 nm, 552 nm in 638 nm in dva skenirna detektorja, pri čemer je eden super občutljiv GaAsP detektor.

 

Za zagotovitev optimalnih pogojev večbarvnega slikanja, detektorja omogočata prosto nastavljivo pasovno širino zaznavanja valovne dolžine. Programska oprema omogoča slikanje s časovnim zamikom v xyz koordinatah, ločevanje spektrov posameznih fluorescentnih barvil in motorizirano skeniranje več regij zanimanja. Glavna prednost mikroskopa je velika delovna razdalja (25 cm) med motorizirano mikroskopsko mizico in ciljno fokusno ravnino, kar omogoča in-vivo opazovanje velikih vzorcev, na primer rastlin.

 

Lokacija: enota ELIXIR-SILVR (KRVS).

 
 

RIEGL miniVUX-2UAV je izjemno lahek laserski skener, zasnovan posebej za integracijo z brezpilotnimi letalniki. Senzor omogoča hitrosti ponavljanja pulza 100 kHz in 200 kHz, torej z do 200.000 meritev na sekundo, z vidnim poljem 360 stopinj. S tem ustvari gost točkast vzorec na tleh in tako omogoča dobro ločljivost zajem majhnih predmetov. Prostorsko natančne podatke zagotavljajo trije GPS/GNSS senzorji in inercijski sistem Trimble APX-15 UAV (V2). Slednji omogoča neposredno georefenciranje s podatki, zbranimi s senzorjev montiranih na brezpilotnem letalniku. DJI Matrice 600 Pro je brezpilotni letalnik s šestimi rotorji in je opremljen s strojno in programsko opremo za letenje misij. Autopilot A3 Pro z diagnostičnimi algoritmi primerja podatke vseh treh enot GNSS in skupaj z namenskim blaženjem vibracij zagotavlja stabilen let.

 

Tipične aplikacije vključujejo: Kmetijstvo in gozdarstvo (arhitektura rastlinske odeje in fenotipizacija), kartiranje ledenikov in snežišč, arheologija in dokumentacija o kulturni dediščini, nadzor na gradbišču, spremljanje plazov.

 

Sistem NextSeq2000 omogoča inovativno ter visoko učinkovito raziskovanje bioloških sistemov in delo na različnih aplikacijah s področja sekvenciranja naslednje generacije (NGS). Aplikacije so sekvenciranje celotnih manjših genomov (≤5 Mb; bakterije, virusi in drugi mikrobi), eksomov, amplikonov, tarčno obogatenih regij, celokupne ali tarčne RNA, Chip- in ATAC-Seq, metilacijsko, ctDNA, mRNA in posamezno-celično RNA sekvenciranje ali sekvenciranje panelov z izbranimi geni.

 

 

Sistem temelji na tehnologiji vzorčne pretočne celice, ki v primerjavi z drugimi sistemi NGS nudi močno zvečano zmogljivost obdelovanja podatkov, ter na dvo-kanalnem sekvenciranju s sintezo (SBS), ki omogoča hitrejše sekvenciranje z enako natančnostjo. Prednost sistema je v priročni uporabi integrirane kasete, ki vsebuje vse reagente, tekočine ter prostor za odpadno tekočino, enostavna aplikacija knjižnice in vstavitev pretočne celice ter enostavna uporaba aparata. NextSeq2000 generira ogromne količine podatkov o DNA, tudi v razponu od 60 do 360 Gb. Hitra in natančna analiza, izvedena v sistemski platformi DRAGEN Bio-IT, je primerna tako za začetnike kot tudi za vešče uporabnike NGS.

 

Lokacija: enota ELIXIR-SILVR (KRVS).

Nadia Instrument (proizvajalec Dolomite Bio) je avtomatizirana mikrofluidna platforma, ki omogoča enkapsulacijo individualnih celic v mikrokapljice skupaj z označevalnimi kroglicami, ki targetirajo celične mRNA molekule. Sistem lahko enkapsulira do osem vzorcev vzporedno v manj kot 20 minutah in generira do 50,000 enkapsuliranih celic. Vsebuje tri neodvisne tlačne črpalke, sistem za ohlajanje (do 4 °C) in sistem za nežno mešanje celic. Enkapsulira lahko individualne celice ali jedra celic evkariontov do velikosti približno 60 um iz različnih tkiv, krvi, biopsij, tumorjev, celice kvasovk in celo protoplaste rastlinskih celic.


Lokacija: enota ELIXIR-SILVR (KRVS).

Analizator semena MARVIN ProLine proizvajalca MARViTECH GmbH je namenjen nedestruktivni analizi širokega spektra različnega semena (žita, zelenjava, cvetje, oljnice itd.) velikosti nad 0,8 mm².

 

Omogoča:
– merjenje skupnega števila semen, mase tisočih semen (z izključeno lestvico) in dimenzije semen (dolžina, širina, površina);
– določitev velikosti frakcij (dolžina, širina, površina), hektolitrske mase (ocena) in podatkov o posameznih semenih.


Natančnost štetja je 99%, meritev je hitra (čas meritve < 3 sekunde), površina pladnja je velika (omogoča meritve velikega števila semen, npr. 1.000 zrn pšenice na vzorec), možen je skupinski način za večje število vzorcev, možno je vnaprej konfigurirano povezovanje in nadzor nad elektronsko tehtnico, tiskalnikom in čitalnikom črtnih kod. Izvoz vseh merilnih podatkov je v *.csv, *.txt in *.xls oblike/formate ter baze podatkov.

Laboratorij za posameznocelične analize

Konfokalni mikroskop LSM 900 omogoča študij tri-dimenzionalne razporeditve fluorescenčno označenih molekul v celicah in tkivih. Prilagojen je za delo z in vitro sistemi, kot so celične in tkivne kulture, organoidi in rezine tkiv.

 

V konfokalni sistem je vključena komora za vzdrževanje celic pri nastavljivi temperaturi in koncentraciji plinov (CO2 in O2), kar omogoča dolgotrajne poskuse na živih celicah in študij celično-fizioloških procesov v teh celicah.

 

Lokacija: UL MF (KRZS)

 

Aparatura Chromium Controller omogoča posameznocelične (SC) analize in genomske analize s tehnologijo Linked-Reads. Chromium SC rešitve vključujejo analizo genske ekspresije, epigenetike (tehnologija ATAC), analizo celičnih površinskih proteinov, imunsko profiliranje in tarčno gensko ekspresijo na nivoju posameznih celic.

 

Platforma Chromium je pripravljena na osnovi tehnologije Next GEM. Ključna pri tej tehnologiji je zmožnost generiranja več deset tisoč posameznoceličnih particij, od katerih vsaka vsebuje unikatno identifikacijsko črtno kodo za nadaljnjo analizo.

 

Lokacija: UL MF (KRZS).

 

GridION je sekvenator tretje generacije podjetja Oxford Nanopore Technologies in omogoča branje dolgih fragmentov DNA, RNA ali cDNA. Identifikacija zaporedja nukleinskih kislin poteka na podlagi spremembe električnega toka pri prehodu DNA/RNA skozi proteinsko poro.

 

Sekvenciranje lahko poteka na 5 pretočnih celicah sočasno na katerih je lahko skupno prebranih do 150Gb s tem pa je omogočeno sekvenciranje genomov in transkriptomov vseh vrst organizmov tudi človeka. S tehnologija Nanopore je omogočeno enostavno sekvenciranje in sestavljanje še nepoznanih genomov. Računalniška zmogljivost GridION-a omogoča »base-calling« v realnem času in s tem omogoča spremljanje in vodenje poteka sekvenciranja.

 

Lokacija: UL MF (KRZS).

 

Drugi laboratoriji
UM

Aparatura za tekočinsko kromatografijo visoke ločljivosti puriFlash® 5.250 se uporablja za izolacijo čistih spojin iz zmesi spojin. Instrument omogoča izokratske in gradientne ločbe pri nizkih tlakih (flash kromatografija) in tudi pri visokih tlakih (preparativna kromatografija visoke ločljivosti). Prisotnost spojin, ki se spirajo iz kolone, zaznamo z dvema detektorjema: UV/VIS detektor DAD in detektor ELSD. Poleg tega instrument omogoča tudi zelo avtomatizirano delo, saj je opremljen z avtovzorčevalnikom in zbiralnikom frakcij.


Aparatura med drugim omogoča pridobivanje posameznih čistih spojin iz naravnih ekstraktov ter s tem izvedbo študij ugotavljanja povezave med strukturo spojin in njihovo funkcijo. Rezultate, dobljene s poskusi na čistih spojinah, bomo razlagali tudi z metodami računalniške kemije.

Doslej smo razvili metodo za izolacijo ksantohumola iz hmelja, v teku pa je izolacija zadostne količine za izvedbo poskusov protibakterijske aktivnosti ksantohumola.


Lokacija: UM, FKKT (KRVS).

Sistem za slikanje celic omogoča avtomatizirano digitalno mikroskopijo, kompatibilnost z mikrotitrskimi ploščami, mikroskopskimi stekelci, petrijevkami, steklenicami za gojenje celičnih kultur ter hemocitometri, omogoča delo z živimi celicami (inkubacija do 65°C, tresenje, opcijsko tudi kontrola O2 in CO2), uporablja sistem preprečevanja nastajanja kondenza na pokrovčkih plošč, omogoča hitro hlajenje po inkubaciji oziroma vzdrževanje stabilne ambientne temperature (opcijsko dodatni peltierjev hladilnik), z opcijskim dodatkom omogoča uporabo dveh injektorjev za reagente, za avtomatsko injiciranje reagentov med slikanjem oziroma merjenjem, opcijsko omogoča integracijo z avtomatiziranim sistemom za hkratno inkubacijo do 8 mikrotitrskih plošč, možna je nadgradnja sistema v večfunkcijski sistem, ki omogoča merjenje absorbance, fluorescence, luminiscence, fluorescentna polarizacija in alfa detekcijo.

 

Sistem podpira uporabnika, tako da omogoča: ustvarjanje histogramov za podatke in analize celic, uporabo maskiranja za analizo citoplazme celic ali celih celic, analizo znotrajceličnih objektov, točk (ang. Spot counting), analizo subpopulacij s kriteriji ustvarjenimi po meri, uporabo dinamičnih pragov občutljivosti pri analizi celičnih mask, izdelava z-projekcij, slikanje 3D celičnih kultur, spremljanje celičnih migracij, invazij, apoptoze, viabilnosti celic, spremljanje hitre kinetike, slikanje živih celic, ter celotnih organizmov (zlepljanje slik). Sistem omogoča statistično obdelavo slik, avtomatsko identificira vzorce za slikanje (t.i. hit-picking funkcija).

 

Programska oprema, ki je priložena, omogoča tudi zajem in analizo slik. Orodje je preprosto za uporabo ter podpira uporabnika skozi celoten delovni proces od pridobivanja do obdelave podatkov v nezahtevnem uporabniškem vmesniku.Orodje omogoča pretvorbo surovih podatkov in slik v rezultate, avtomatizira zajemanje slik, obdelavo in analizo podatkov v sistemu za pridobivanje slik in podatkov pripravljenih za objavo.

Kromatograf za tekočinsko kromatografijo visoke ločljivosti Vanquish Core® se uporablja za kvalitativno in kvantitativno analizo sestave različnih vzorcev. Ker je instrument opremljen z detektorjem na niz diod, je z njim mogoče določevati vsebnost posameznih komponent kot tudi oceniti čistost kromatografskih vrhov.

 

Instrument bomo uporabljali za spremljanje procesa izolacije naravnih spojin. Z njim bomo določevali vsebnost posameznih spojin v naravnih ekstraktih, iz katerih bomo nato z uporabo preparativne kromatografije izolirali čiste spojine. Tekom izolacije bomo z uporabo tega instrumenta merili vsebnost posameznih komponent v frakcijah, na koncu pa z njim tudi ocenili kromatografsko čistost dobljenih spojin.

 

Do sedaj smo instrument uporabljali pri spremljanju izolacijo ksantohumola iz hmelja ter veskalina in kastalina iz vodnega ekstrakta kostanjevega lesa.

Druga raziskovalna oprema

KI
  • Krio-transmisijski elektronski mikroskop z osnovno IKT podporo
  • Ažmanov računski center – Center za visoko zmogljivo računanje na KI
KIS
  • Hiperspektralne kamere:
    • Linijska spektroskopska skenerja slik; HySpex VNIR (območje spektra 400–988 nm) in SWIR (950–2500 nm) (Norsk Elektro Optikk AS),
    • Multispektralna kamera s 5 slikovnimi kanali, RedEdge (Micasense)
NIB
UKCLJ

KISLD

  • sekvenatorji NGS (Illumina MiSeq, ONT MinION)
  • Oprema za pripravo knjižnic NGS (tarčne obogatitve, WGS, RNASeq, ChIPSeq, long-reads knjižnice, miRNA-SEQ, Epi-SEQ)
  • Oprema za analizo zunajcelične RNA/DNA (cfDNA/RNA SEQ)
  • Celični laboratorij
  • Svetlobni & fluorescenčni avtomatiziran mikroskopski sistem
UL BF
  • NGS sekvenator IonProton™ s pripadajočo opremo
  • Sanger sekvenator ABI Prism 3130XL s 16-imi kapilarami
  • Oprema za DNA/RNA/proteinsko analizo (PCR, qPCR, elektroforeze, gelski dokumentacijski sistem, kvantifikacija vzorcev)
  • Linux server z 12-imi procesorji, 170 GB delovnega pomnilnika, 18 TB diskovnega prostora
  • Programska oprema: CLC Genomics Workbench, CLC Genomics Server, Codon Code Aligner, BLAST2GO ukazna vrstica
UL VF
  • Sekvenator Ion Torrent PGM z Ion OneTouch2 (Ion Torrent, Thermo Fischer Scientific)
  • Ultrasonikator Covaris M220 Focused
  • Sistem za kakovostno in količinsko določanje DNA, RNA in proteinov LabChip GX (Caliper – Perkin Elmer)
  • Strežnik Dell PowerEdge R730
  • Masni spektrometer MALDI-TOF (Bruker Daltonics Inc.)
  • Aparatura za PCR v realnem času ABI PRISM 7500 Real Time PCR System (Applied Biosystems)
  • Aparatura za PCR v realnem času Rotor-Gene Q (Qiagen)
  • Aparatura za PCR v realnem času (LightCycler 1.2, 2.0 LightCycler, Roche)
  • Aparatura za PCR v realnem času QuantStudio 5 Real-Time PCR Systems (Applied Biosystems)
  • Digitalni PCR 3D QS (Applied Biosystems)
  • Kapilarni sekvenator (ABIPRISM 310, Applied Biosystems)
  • Aparature za klasični PCR (Biometra, AB-Thermo Fisher)
  • Sistem za dokumentacijo gelov GenGenious (Syngen)
  • Kapilarna elektroforeza QIAXCEL (QIAGEN)
  • Ultracentrifuga s hlajenjem (Beckman)
  • Aparatura za avtomatsko izolacijo nukleinskih kislin Kingfisher
UM
  • Računalniški klaster KROP1
  • Računalniški klaster KROP2
  • 2x spektrofotometer UV/VIS