自动化你的NGS工作流的5个原因

与第一代测序法相比,下一代测序法(NGS)速度更快、成本更低、通量更高,将生物研究推向了一个新时代。全基因组测序,表观胶质,偏生剂和微生物学只是今天的众多NGS应用中的一些应用,促进流行病学,癌症诊断和药物的进步

与第一代测序法相比,下一代测序法(NGS)速度更快、成本更低、通量更高,将生物研究推向了一个新时代。全基因组测序、表观基因组学、宏基因组学和微生物学只是众多NGS应用中的一小部分,它们促进了流行病学、癌症诊断和药物发现方面的进展,并极大地提高了我们对生物体如何利用遗传信息在不断变化的环境中生存和繁殖的理解。

随着各种测序仪器和市场的服务提供商,NGS在各种规模的实验室和不同的预算中可以快速进入。虽然测序和数据分析通常是自动化的,但是上游NGS步骤,即样品处理和库准备通常是手动进行的。幸运的是,随着一些努力和优化,这些步骤可以在移液机器人上轻松自动化,从而节省了用户许多潜在的头痛。在这里,我们看看我们的前5个理由让您的NGS工作流程自动化。

1.可伸缩性

如果您曾经尝试过手工处理大量与ngs绑定的样本,那么自动化的潜力应该会让您感到兴奋。机器人的确切能力将取决于模型,但在大多数情况下,你将能够处理多达96个样本同时,显著减少时间,你将花费在手工处理相同的数量。

自动化还可以节省你的可怕的麻烦过程批量样品,这通常是由于限制手动设置的必要性离心机大小、样本退化的风险(例如,当处理RNA)和最大数量的样本,一个人对处理在任何时候感到不舒服。比避免麻烦更重要的是,更少的批次意味着更少或没有批次间的差异。

2.创新

通过自动化来扩大你的NGS实验将不可避免地让你解决新的研究问题,而这些问题在手动设置下几乎是不可实现的。下面是一些NGS应用中的例子:

药物发现:用于所需转录或疾病材料的所需转录或表观遗传变化的新化合物的大面板(例如,细胞系),而不是试图樱桃挑选的化合物,这些化合物可能具有治疗相关的效果。

Microbiomics:配置足够大的样本集,以获得你所选择物种的“正常”微生物区系的照片。如果你一次只能处理12或24个样品,这将是一个不可能完成的任务。

植物育种:农艺学 - 重要基因和遗传标记的大规模鉴定,以援助基因组选择和基因工程发展新型品种具有高望值性状。

疾病研究和诊断:对大量临床样本进行筛选,以发现新的与疾病相关的基因或生物标记物。

环境监测:通过对其无脊椎动物居民的定性和定量序列分析评估生态系统健康。

除了增加你自己研究的创新,更高的通量还应该促进与其他实验室的合作,为新项目和新发现打开大门,如果可能的话,这些新项目和新发现会非常具有挑战性。

3.一致的数据质量

在整个NGS工作流程中,样品处理,图书馆施工和下游处理步骤,如PCR扩增和文库标准化特别容易发生人为错误。该方案较长,具有多种引导步骤,具有改变的试剂体积,并且经常呼吁沿途转移到新管的样品。标记不正确,污染,移液误差或与协议的最轻微的偏差可以显着影响所产生的数据。

即使人为错误是完全不可避免的,员工在工作人员之间的批量批量变化和变化也是不可避免的。如果可能,如果可能的话,监视这些错误和NGS工作流程中的变化是不切实际的。自动化样本和库准备减轻了这个问题,提供了更好的过程控制,准确和高效的工作流程,以及独立于员工更改的更好的运行重复性,从而提供了有可靠性和一致的数据质量,无论您有1或1,000个样本。

4.增加了离开的时间

这并不完全是非黑即白的,因为你需要在启动阶段投入一些时间和精力,以确保你的移液机器人执行协议到t。您可以从其供应商或您所选择的核酸提取和库准备工具包的供应商那里为您的机器人找到合适的脚本,其中许多供应商与自动化供应商合作开发自动化准备协议。

无论如何,一旦您的自动设置启动并运行,您就可以在规划新的关键实验而不是重复的样品和图书馆准备上享受贵重的实验室时间。自动化还应减少在许多不同协议中培训员工所需的努力,避免更多的资源,并储蓄员工通过过度造影引起的重复应变损伤。

5.减少成本

根据您目前的资源,在设置和优化阶段可能会有相当大的支出,例如,如果您的实验室还没有移液机器人,您将需要得到一个。您还需要花时间为机器人编程,以执行各种协议。然而,一旦您的自动化设置启动并运行,在员工培训和样品处理上节省的时间,以及避免由于人为错误造成的材料和试剂损失,将可能转化为显著的成本节约,特别是当NGS是您的研究的常规和关键部分时。

你能自动完成一份工作吗?

别担心,即使最好的自动化设置也没有完全消除对人类干预的需求。您仍然需要在关键步骤之间结合质量控制检查,以确保机器人按照协议执行。您还应该考虑包括参考标准,允许您监控整个工作流程,例如模拟微生物社区或具有明确定义的序列配置文件的样本。Although the nature of these controls will be application-dependant, an ideal control should allow you to monitor sample lysis and nucleic acid extraction efficiency, nucleic acid quantification and efficiency of downstream processing steps (e.g., cDNA synthesis), library quantification and overall library quality. You can read more about reference standards for NGS in this最近的评论文章

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引用:

Hardwick SA,Deveson IW,Mercer Tr。2017年。下一代测序的参考标准。《自然》18(8):473-484。doi: 10.1038 / nrg.2017.44。