如何提高NGS样品制备成功率

NGS样品制备指南之自动化篇

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在经历了几年的高速发展之后，新一代测序仪终于放慢了脚步。如今，样品制备成为NGS中新的亮点。新试剂、新仪器不断涌现，以缩短时间，提高通量。同时，新方法也在不断被开发，以处理更少的样本，如单细胞。这一次，生物通带您走近NGS的样品制备，看看有哪些新工具能帮助我们应对样品制备的挑战。

即使有了各种各样的试剂盒，NGS的样品制备仍是个痛苦的过程，费时费力。对于通量高的实验室而言，那种辛苦，嘿，你懂的。于是，大家纷纷将目光投向那些高端大气上档次的自动化制备平台。这些仪器不仅能将我们从繁琐的手工操作中解救出来，也能减少人为失误，因此，尽管价格高企，但也是值得的。

目前，市场上有多家公司推出了自动化的样品制备平台，包括贝克曼库尔特、PerkinElmer（Caliper）等。当然，测序仪制造商也不甘落后，纷纷推出自家的配套平台。今年2月，Illumina在AGBT大会上发布了按键式的NeoPrep文库制备系统。

贝克曼库尔特

贝克曼库尔特的NGS文库制备解决方案包括SPRIworks Fragment Library System I-III，分别适用于Illumina Genome Analyzer、Roche GS FLX和Life Tech SOLiD系统。此外，它还推出了高通量的SPRIworks HT系统，适合Illumina的NGS平台。

SPRIworks System I-III是基于ZL的固相可逆化固定（SPRI）技术，可在4-5小时内完成多达10个样品的文库制备。此系统由三部分组成：SPRI-TE核酸提取仪、控制液体处理的方法卡片，以及包含制备文库所需的所有试剂的cartridge。实验所需的所有试剂、吸头和管都有提供，您只需准备样品和接头。SPRIworks系统自动完成样品制备的4个关键步骤：末端修复、加A尾、接头连接、大小选择以及纯化，不需要进行柱纯化和凝胶电泳。

SPRIworks HT系统则是基于贝克曼库尔特的Biomek® FXP实验室自动化工作站。它除了具备与SPRIworks I-III相同的功能，还能实现PCR体系建立、纯化、标准化和样品合并。当然，通过各种可选配件，您还可以实现DNA剪切和PCR。在不到6个小时的时间内，它能处理96个样品，若是剔除大小选择，只需要3个小时。大小选择也有多个选项：150-350 bp、250-450 bp和350-700 bp。SPRIworks HT采用图形化用户界面，使用起来相当简便。

PerkinElmer（Caliper）

Caliper一直是芯片实验室（Lab-on-a-Chip）技术的领导者，在自动化领域经验丰富，近年来也推出了多款NGS上下游的创新产品。在2011年9月，Caliper被PerkinElmer收购，他们强强联手，在去年推出了NGS Express™工作站。

这是一款小巧、灵活而易用的文库制备系统，适合台式测序仪，如Ion Torrent PGM™ 和Illumina的MiSeq系统。这款产品预置有一整套经过实际测试的NGS样品制备应用程序包。因此，即使是新手用户，也可以非常容易的获得稳定、高质量的文库用于测序，从而保证了测序数据的质量。当然，经验丰富的用户也可以对预置的应用程序进行修改，以满足个性化需求。

NGS Express的应用程序配备图形化操作界面及step-by-step的设置向导，从选择应用程序，确认样品数量，到实验品的摆放，通过图文结合的方式展示给使用者最直观的引导。系统通量灵活，每批可处理1-24个样品，保证了随到随检及最短的实验周期。

同时，PerkinElmer还开发出Sciclone NGS工作站，适合HiSeq等高通量测序平台。这款仪器可实现文库制备、序列捕获和标准化，适合mRNA-Seq、ChIP-Seq等应用。每次运行可处理8-96个样品，这样，每周可制备480个文库，或完成192个外显子组捕获。此外，PerkinElmer还提供最具性价比的Zephyr NGS工作站，Post-PCR工作站，以及对核酸进行定量和质控的LabChip DS和LabChip GX等。

Illumina

在今年的AGBT大会上，Illumina公司也发布了一款NeoPrep文库制备系统。据Illumina网站介绍，这款仪器采用数字微流体技术，实现了按键式的文库制备。它能够明显简化TruSeq和Nextera文库制备流程。步骤更少，出错机会更少，也就意味着重复性更高。

NeoPrep还能与Illumina的基因组计算环境BaseSpace整合，提供从样品制备到测序再到分析的无缝流程。NeoPrep每次运行可带来16个测序即用的文库，有些分析的样品量低至1 ng。NeoPrep的第一批试剂盒将是TruSeq PCR-free和TruSeq Nano，后续还有其他的TruSeq和Nextera试剂盒。这款仪器预计在今年夏天上市。

当然，新的产品还在不断上市。在AGBT大会上，GenCell Biosystems公司也介绍了一款完全整合、自动化的台式文库制备系统CLiC LP™。据介绍，这款仪器采用GenCell的Composite Liquid Cell（CLC）技术，通过将所有反应封在油内而模拟自然的细胞结构，从而省去了塑料耗材，并节省时间和成本。在不久的将来，相信我们会有更多更好的选择。