自動(dòng)化應(yīng)對(duì)NGS實(shí)際應(yīng)用之挑戰(zhàn)
2002年,SARS疫情爆發(fā)后,從11月廣東佛山首個(gè)病例被報(bào)道,到次年4月病原體SARS冠狀病毒最終被鑒定,歷時(shí)整整5個(gè)月。
2019年底,又一場(chǎng)疫情肆虐全球。而這一次,中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)僅花費(fèi)數(shù)天時(shí)間便鎖定“真兇”—新型冠狀病毒(SARS-CoV-2),并在第一時(shí)間公布了病毒的全基因組序列,為全球?qū)挂咔橼A得了寶貴時(shí)間。
這是一起科技造福人類的故事,而故事背后的主角就是新一代測(cè)序技術(shù)(Next Generation Sequencing,NGS)。
作為現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分,NGS應(yīng)用范圍越來(lái)越廣,以NGS作為標(biāo)題關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索可以看到相關(guān)論文研究也逐年上升(圖1)。
圖1:NGS相關(guān)的文獻(xiàn)研究數(shù)量
隨著二代測(cè)序技術(shù)的蓬勃發(fā)展,整體實(shí)驗(yàn)流程耗時(shí)較長(zhǎng)(圖2),建庫(kù)過(guò)程紛繁復(fù)雜(圖3),成為困擾大家的一個(gè)問(wèn)題。
圖2:測(cè)序基本流程
圖3:基因建庫(kù)流程
而文庫(kù)制備是NGS實(shí)驗(yàn)流程非常關(guān)鍵的一環(huán)。如果實(shí)驗(yàn)室需要處理成百上千的文庫(kù)樣本,在人力有限的情況下,耗時(shí)的手動(dòng)處理可能會(huì)成為災(zāi)難。樣品量大、重復(fù)性差、人工處理錯(cuò)誤以及批次的不一致都將導(dǎo)致更高的成本和更長(zhǎng)的周期。
隨著自動(dòng)化需求的不斷提出,越來(lái)越多的自動(dòng)化儀器廠家推出了適配自動(dòng)化建庫(kù)過(guò)程的移液工作站,但是這種文庫(kù)制備移液工作站,往往是在現(xiàn)有移液工作站的框架下,整合溫控模塊、擴(kuò)增模塊、振蕩模塊、磁力架模塊等多種功能模塊,實(shí)現(xiàn)文庫(kù)構(gòu)建的自動(dòng)化。但是由于其脫胎于大型的移液工作站,因此往往存在平臺(tái)過(guò)大不適于小批量實(shí)驗(yàn),以及操作軟件復(fù)雜,需要以編程形式進(jìn)行程序的編輯等等。因此此類建庫(kù)移液工作站,在客戶端較難實(shí)現(xiàn)較好的靈活匹配多種建庫(kù)試劑盒的實(shí)際需求。
除此之外,市面上還有一類單樣本封閉式建庫(kù)平臺(tái),儀器內(nèi)置溫控模塊、移液模塊等多種功能模塊,搭配已預(yù)分裝試劑的試劑卡盒能快速完成單樣本的文庫(kù)制備。單樣本封閉式建庫(kù)平臺(tái)最大的優(yōu)勢(shì)在于操作簡(jiǎn)便,手工操作只有樣品添加的過(guò)程,并且有效避免交叉污染的出現(xiàn)。但此類儀器的問(wèn)題也很明顯,每次僅能構(gòu)建一個(gè)樣本文庫(kù),無(wú)法實(shí)現(xiàn)大樣本建庫(kù)需求。
Auto-NGS 100R 是一款全自動(dòng)、高通量的專為文庫(kù)制備設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化系統(tǒng),可一次性滿足24個(gè)樣本文庫(kù)同時(shí)構(gòu)建。僅需放入制備的核酸,即可短時(shí)間內(nèi)獲得文庫(kù)產(chǎn)物。提升構(gòu)建效率的同時(shí),也保障了樣本的準(zhǔn)確性和批次穩(wěn)定性。并且操作軟件圖形化設(shè)計(jì),操作邏輯清晰,大大降低了使用難度。
手動(dòng)制備與工作站制備的差異
維度\方式 |
手動(dòng)制備 |
Auto-NGS 100R |
周轉(zhuǎn)時(shí)間 |
制備8個(gè)文庫(kù)大約需要8h |
僅需20min左右準(zhǔn)備試劑、編程序,大約3.5h即可完成24個(gè)文庫(kù)構(gòu)建 |
處理通量 |
理想情況下一天可處理8個(gè)樣品左右 |
一次可制備1-24個(gè)樣品,無(wú)需值守 |
可靠性 |
結(jié)果有高度多變性 |
可重復(fù)性有所增加 |
成本效益 |
手工制備導(dǎo)致的錯(cuò)誤將浪費(fèi)時(shí)間和資源 |
可降低污染風(fēng)險(xiǎn) |
利用Auto-NGS 100R制備,耗材裝載、試劑準(zhǔn)備到完成建庫(kù)僅需手動(dòng)介入20min左右,相較傳統(tǒng)手工制備不僅提升效率,在獲得的結(jié)果方面也更為優(yōu)秀(圖4)。
圖4:基于手動(dòng)和自動(dòng)化制備方式下的濃度與片段分析
奧盛Auto-NGS 100R文庫(kù)制備儀
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杭州奧盛儀器有限公司成立于2006年1月17日,專業(yè)從事實(shí)驗(yàn)室及生命科學(xué)儀器領(lǐng)域,是一家集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為一體的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè),是浙江省奧盛生物樣本前處理平臺(tái)高新技術(shù)企業(yè)研究開(kāi)發(fā)中心的依托單位。
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