自动化应对NGS实际应用之挑战

2002年，SARS疫情爆发后，从11月广东佛山shou个病例被报道，到次年4月病原体SARS冠状病毒最终被鉴定，历时整整5个月。

2019年底，又一场疫情肆虐全球。而这一次，中国科学家团队仅花费数天时间便锁定“真凶”—新型冠状病毒（SARS-CoV-2），并在第一时间公布了病毒的全基因组序列，为全球对抗疫情赢得了宝贵时间。

这是一起科技造福人类的故事，而故事背后的主角就是新一代测序技术（Next Generation Sequencing，NGS）。

作为现代生物技术的重要组成部分，NGS应用范围越来越广，以NGS作为标题关键词进行搜索可以看到相关论文研究也逐年上升（图1）。

图1：NGS相关的文献研究数量

随着二代测序技术的蓬勃发展，整体实验流程耗时较长（图2），建库过程纷繁复杂（图3），成为困扰大家的一个问题。

图2：测序基本流程


图3：基因建库流程

而文库制备是NGS实验流程非常关键的一环。如果实验室需要处理成百上千的文库样本，在人力有限的情况下，耗时的手动处理可能会成为灾难。样品量大、重复性差、人工处理错误以及批次的不一致都将导致更高的成本和更长的周期。
随着自动化需求的不断提出，越来越多的自动化仪器厂家推出了适配自动化建库过程的移液工作站，但是这种文库制备移液工作站，往往是在现有移液工作站的框架下，整合温控模块、扩增模块、振荡模块、磁力架模块等多种功能模块，实现文库构建的自动化。但是由于其脱胎于大型的移液工作站，因此往往存在平台过大不适于小批量实验，以及操作软件复杂，需要以编程形式进行程序的编辑等等。因此此类建库移液工作站，在客户端较难实现较好的灵活匹配多种建库试剂盒的实际需求。

除此之外，市面上还有一类单样本封闭式建库平台，仪器内置温控模块、移液模块等多种功能模块，搭配已预分装试剂的试剂卡盒能快速完成单样本的文库制备。单样本封闭式建库平台最大的优势在于操作简便，手工操作只有样品添加的过程，并且有效避免交叉污染的出现
。但此类仪器的问题也很明显，每次仅能构建一个样本文库，无法实现大样本建库需求。

Auto-NGS 100R 是一款全自动、高通量的专为文库制备设计开发的自动化系统，可一次性满足24个样本文库同时构建。仅需放入制备的核酸，即可短时间内获得文库产物。提升构建效率的同时，也保障了样本的准确性和批次稳定性。并且操作软件图形化设计，操作逻辑清晰，大大降低了使用难度。

手动制备与工作站制备的差异

方式 维度	手动制备	Auto-NGS 100R
周转时间	制备8个文库大约需要8h	仅需20min左右准备试剂、编程序，大约3.5h即可完成24个文库构建
处理通量	理想情况下一天可处理8个样品左右	一次可制备1-24个样品，无需值守
可靠性	结果有高度多变性	可重复性有所增加
成本效益	手工制备导致的错误将浪费时间和资源	可降低污染风险

利用Auto-NGS 100R制备，耗材装载、试剂准备到完成建库仅需手动介入20min左右，相较传统手工制备不仅提升效率，在获得的结果方面也更为优秀（图4）。

图4：基于手动和自动化制备方式下的浓度与片段分析

注：相关实验数据来源于奥盛实验室


视频号内容可以搜索“奥盛仪器”找到NGS 100R


















奥盛Auto-NGS 100R文库制备仪
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杭州奥盛仪器有限公司成立于2006年1月17日，专业从事实验室及生命科学仪器领域，是一家集研发、生产和销售为一体的国家高新技术企业，是浙江省奥盛生物样本前处理平台高新技术企业研究开发中心的依托单位。

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