告别繁琐分管，拥抱超预混，μCaler® 开启杂交捕获极简新体验
01 应用背景
NGS 杂交捕获技术凭借其覆盖范围广、检测灵敏度高、兼容多类型样本及 Panel 设计灵活等优势，已成为精准医学、生命科学、农业育种、公共卫生及生物安全等领域的重要技术路线，为疾病筛查、精准诊疗、病原监测、遗传研究及新兴治疗技术提供有力支撑。其中，部分应用场景对实验效率、Mini Panel 捕获稳定性及检测灵敏度提出了更高要求。独家专利型 μCaler® 杂交捕获系统聚焦这些核心差异化需求，目前已在癌症早期预警与辅助诊断、疗效评估与复发监测、病原鉴定与耐药解析，以及基因编辑产品安全性评价等多种应用场景中提供成熟、可靠的技术解决方案。
然而，常规分管式 μCaler® 杂交捕获试剂 (μCaler® Hybrid Capture Reagents v2) 采用多组分独立分管包装，并需在不同温度条件下保存。实验前需依次完成试剂解冻、加热融解、涡旋混匀、瞬时离心及移液加样等多个步骤，不仅准备流程繁琐、手动操作耗时，还易受人工分液和操作习惯等因素影响，增加批间波动和人为误差；同时，在自动化部署及高通量检测场景下，复杂的流程配置与脚本开发也进一步制约了实验效率和实验室产能。
为满足多场景靶向捕获应用对高效、稳定、标准化及自动化的需求，纳昂达推出全新升级的 μCaler® 超级预混杂交捕获试剂盒 (μCaler® HyperMix Hybrid Capture Kit)。依托创新的超预混体系设计，进一步简化杂交捕获流程，有效提升实验效率、操作稳定性及自动化兼容性，旨在为多场景 NGS 杂交捕获应用提供更加高效、可靠的解决方案。
02 产品简介
μCaler® HyperMix Hybrid Capture Kit 是专为 μCaler® Panel/Probe (20-100
nt 非等长探针) 及多种类型文库的靶向富集深度优化的超级预混式杂交捕获试剂，仅需加入 Panel/Probe 和文库模板即可启动杂交反应。
图 1. 两种 μCaler® 杂交捕获试剂的操作流程及耗时对比。
注：以常规 DNA 文库杂交捕获为例。Regular 为 μCaler® Hybrid Capture
Reagents v2；HyperMix 为 μCaler® HyperMix
Hybrid Capture Kit。
03 产品特色
超预混式设计，流程精简更高效
- 预混即用型杂交试剂，精简体系配制至 3 个组分，降低人工加样操作误差；
- 所有组分统一于 2 ~ 8℃ 保存，无需反复冻融，减少繁琐的试剂准备步骤；
- 结合磁珠免清洗设计，提升操作便捷性，将流程总耗时缩短至 145 min。
- 支持 0.5-12 μg 混合文库投入及 0.25-16 hr 杂交时间灵活设置，兼顾实验通量与成本控制；
- 兼容 NovaSeq、DNBSEQ 等主流高通量测序平台，搭配不同接头满足多平台实验部署需求；
- 简化自动化流程配置与脚本开发，实现自动化快速部署，显著降低设备准入与方法验证成本。
- 常规探针：捕获均一稳定，支持多类型变异分析，适用于伴随诊断、复发监测等常规靶向捕获应用；
- MSRE 探针：支持 DNA 突变与甲基化同步检测，实现双标志物联合分析，助力癌症早期信号识别；
- 穷尽式甲基化探针：精准定量甲基化水平，为甲基化标志物筛选验证及多癌种早筛产品开发提供支撑。
04 产品表现
4.1 超大混合文库投入空间
μCaler® 超级预混杂交捕获试剂将混合文库投入量扩展至 12 μg，支持用户根据不同实验需求灵活制定杂交策略，在提升实验通量的同时进一步降低检测成本。为全面评估 μCaler® 超级预混杂交捕获试剂 (以下简称为 HyperMix) 对混合文库投入量的适配能力，我们以人类基因组 DNA 标准品构建预文库，分别设置 0.5、3、6 和 12 μg 四种混合文库投入量，进行 1 hr 杂交捕获，并对多项关键性能指标进行综合评估。
如图 2 所示，相较于 500 ng 单文库杂交模式，多文库混合杂交并未降低捕获文库质量。随着混合文库投入量逐步增加，比对率、中靶率、靶区域覆盖度、Fold 80 碱基罚分及去重后平均测序深度均保持稳定。结果表明，HyperMix 可稳定支持 0.5-12 μg 混合文库投入，在保证捕获性能的同时显著提升单次反应样本处理通量，为高通量检测提供更加灵活的实验设计，并有效降低单样本试剂成本及测序成本，进一步提升实验效率和资源利用率。
图 2. μCaler® 超级预混杂交捕获试剂对不同投入量混合文库杂交的捕获表现。50 ng gDNA 标准品利用 NadPrep® DNA Library Preparation Module v2 搭配 NadPrep® Universal Stubby Adapter (UDI) Module 进行预文库构建，以 M71 和 HyperMix 完成捕获。测序模式为 NovaSeq 6000，PE150。每个样本 0.3 Gb 用于数据分析，按照 total reads 计算。A. 比对率 & 中靶率；B. 靶区域覆盖度；C. Fold 80 base penalty；D. 去重后平均测序深度。
4.2 完美适配主流测序平台
HyperMix 将 Blockers 预混于杂交试剂中，用户无需额外配置封阻序列模块，仅需根据实验室所使用的测序平台 (NovaSeq 或 DNBSEQ) 选择对应版本试剂盒即可快速开展实验。为系统评估 HyperMix 与常规分管式
μCaler® 杂交捕获试剂 (以下简称为 Regular) 的捕获性能及平台兼容性，我们以人类基因组 DNA 标准品构建预文库，500 ng/预文库投入，进行 1
hr 杂交捕获，并对多项关键性指标进行了比较分析。
结果如图 3 所示，HyperMix 在双测序平台上的比对率、中靶率、靶区域覆盖度、Fold 80 碱基罚分及去重后平均测序深度均保持一致，充分证明其具有良好的跨平台兼容性。同时，无论在 NovaSeq 还是 DNBSEQ 测序平台，相较于 Regular，HyperMix 在大幅简化实验流程的基础上依然保持一致且优异的捕获性能，进一步验证了超预混体系及磁珠免清洗设计的稳定性与可行性，为高效率、强稳定及自动化的 NGS 靶向捕获应用提供了更加高效、可靠的解决方案。
图 3. 两种 μCaler® 杂交捕获试剂在不同测序平台的捕获表现。利用 NadPrep® DNA Library Preparation Module v2 分别搭配 NadPrep® Universal Stubby Adapter (UDI) Module 和 NadPrep® Universal Adapter (MDI) Module (for MGI) 进行预文库构建，分别以 Regular 和 HyperMix (for Illumina®/MGI) 以及 M71 完成捕获。测序模式分别为 NovaSeq 6000，PE150 和 DNBSEQ-T7，PE150。A. 比对率 & 中靶率；B. 靶区域覆盖度；C. Fold 80 base penalty；D. 去重后的平均测序深度。
4.3 多种类型变异一致检出
依托 μCaler® 杂交捕获系统的技术优势，通过相邻探针间形成的
“共轭效应” 能够显著增强靶区域的结合亲和力和捕获特异性，实现对 SNV、Insertion 及 Deletion 等多种类型的变异进行准确且高灵敏度的检测。凭借兼具快速便捷、高灵敏度、及高稳定性的优势，μCaler® 杂交捕获技术在肿瘤的早期筛查、伴随诊断、复发监测和预后评估，感染性疾病诊疗以及遗传安全性评价等多个领域均具有重要应用价值。
为进一步验证 HyperMix 的检测性能，我们采用定制 Panel，分别结合 Regular 和 HyperMix，对含有多种已知突变频率的标准品进行了突变检出率和检测准确性的评估。结果显示，在杂交 1 hr 条件下，两种 μCaler® 杂交捕获试剂均可 100% 检出标准品中的已知变异，体现出良好的检测灵敏度。进一步分析发现，两者对各突变位点检测得到的变异频率高度一致，且均与标准品标称频率保持良好一致性 (图 4)，说明 HyperMix 在简化实验流程的同时，依然能够保持稳定、准确的变异检测能力。
图 4. 两种 μCaler® 杂交捕获试剂捕获数据中变异频率与标准品标称频率的一致性展示。
注：起始样本为 50 ng 泛肿瘤 800 gDNA 标准品 (菁良，GW-OGTM800)，利用 Vardict 进行变异分析。
4.4 精准检测赋能甲基化应用
DNA 甲基化异常几乎贯穿于癌前病变及癌症发生发展的全过程，是目前最具潜力的多癌种早期筛查分子标志物之一。依托优化的杂交捕获体系及专利探针设计，μCaler® 杂交捕获技术能够实现甲基化文库的高效富集及不同甲基化状态的精准检测，为甲基化研究提供更加全面、可靠的数据支撑。升级后的 HyperMix 进一步优化了甲基化实验流程，将磁珠结合时间由 10 min 缩短至 5 min (与常规 DNA 文库保持一致)，进一步提升实验效率。
为系统评估 HyperMix 在甲基化应用中的性能表现，我们利用 50 ng 不同甲基化水平 (0%，10% 和 50%) 的模拟样本构建预文库，500 ng/预文库投入杂交，结合 μCaler® EMS Panel v1.0 (20 Kb：76 个基因，2,097 个 CpG 位点) 进行 2 hr 杂交捕获，并从捕获效率、覆盖均一性及测序深度等多个维度进行综合评价。结果如图 5 所示，即使进一步简化实验流程，HyperMix 仍能够构建高质量甲基化捕获文库。不同甲基化水平样本均获得与 Regular 相当的捕获性能：比对率稳定高于 99%，中靶率保持在 60% 以上；此外，CpG 位点的覆盖依然保持优异的均一性：0.2x mean 和 0.5x mean CpG 覆盖度分别超过 99% 和 95%；同时，Fold 80 碱基罚分也控制在 1.65 以内。在每样本 0.3 Gb 用于数据分析的条件下，所有 CpG 位点平均覆盖深度稳定维持在 1,200x 左右，充分证明 HyperMix 能够为甲基化检测提供稳定、可靠的数据基础。
图 5. 两种 μCaler® 杂交捕获试剂对不同甲基化水平模拟样本的捕获性能。A. 比对率 & 中靶率；B. 靶区域覆盖度；C. Fold 80 base penalty；D. 所有 CpG 位点的平均覆盖深度。
注：模拟样本为人甲基化阴性对照 0% Methylated DNA
(Zymo, D5014-1) 和阳性对照 100% Methylated DNA (Zymo,
D5014-2) 经不同比例混合以模拟不同甲基化水平。利用 NadPrep® Methyl
Library Preparation Module v2 搭配 NadPrep® Methyl
Stubby Adapter (UDI) Module v2 (with 10 nt Index) 经 BS 转化后构建预文库。
此外，我们进一步评估了 HyperMix 对甲基化水平的定量准确性。结果如图 6. A 所示，不同甲基化水平模拟样本的检测结果均与理论值高度一致，并与 Regular 保持一致水平。与此同时，μCaler® EMS Panel v1.0 所覆盖全部 CpG 位点的甲基化水平箱线图同样显示，两者对 CpG 位点甲基化水平的定量结果一致，其中位值均与理论甲基化水平保持良好吻合 (图 6. B)。结果表明，HyperMix 能够真实反映样本甲基化状态，实现甲基化水平的精准定量，为多癌种早筛及表观遗传学研究提供可靠的技术支持。
图 6. 两种 μCaler® 杂交捕获试剂对不同甲基化水平模拟样本的检测结果与理论值一致。A. 理论甲基化水平与实际检测到的甲基化水平的比较；B. 靶区域 CpG 位点的甲基化水平。
05 总结与展望
随着精准医学、公共卫生及生命科学研究的持续发展，NGS 杂交捕获技术正不断向高效率、高标准化、高自动化及多场景应用方向演进。作为 μCaler® 杂交捕获系统的全新产品，μCaler® HyperMix Hybrid Capture Kit 实现了从 “分管式” 向
“超预混” 的跨越升级。在延续高灵敏度、Mini Panel 稳定捕获等核心优势的基础上，通过创新的超预混体系设计，大幅简化实验流程，降低人为操作误差，显著提升操作便捷性及自动化兼容能力，同时保持与常规分管式体系一致的优异捕获性能。
系统性能评估结果表明，HyperMix 在混合文库高通量投入、主流测序平台兼容、多类型变异检测及甲基化精准分析等多个应用场景中均表现出稳定、可靠的捕获性能，为肿瘤精准诊疗、感染性疾病检测、多癌种早期筛查及遗传研究等领域提供了更加高效的技术支撑。
