Ускорение исследований с автоматизированными станциями Biomek для геномики

Задача: автоматизировать контроль качества и нормализацию образцов на Biomek i-Series

  • Пробоподготовка для Agilent TapeStation 2200
  • Нормализация и контроль качества библиотек с использованием KAPA Illumina qPCR Quantification and Normalization
  • Нормализация и контроль качества библиотек с использованием Quant-IT Picogreen ds DNA Assay

Введение

Качество образцов играет решающую роль в генетике, поскольку от него напрямую зависят результаты трудоёмких и дорогих исследований, таких как NGS. В данной работе мы демонстрируем надежную автоматизированную процедуру пробоподготовки на станции Biomek с использованием трех распространённых протоколов контроля качества и количественного определения. Эти методы могут быть использованы на этапах пробоподготовки NGS, кПЦР и микрочипов.

Этап контроля качества автоматизирован на всех лабораторных станциях Biomek и позволяет:

  • Стандартизировать рабочий процесс для получения более надежных результатов;
  • Уменьшить число дорогостоящих ошибок;
  • Сократить время ручного труда и повысить производительность;
  • Запустить уже готовые методы с помощью опытной команды поддержки.
Biomek i-5 SPAN-8 Genomics

Решение: лабораторная станция Biomek i5 Span-8

Система характеризуется надежностью и эффективностью, что позволяет быть уверенным в результатах и экономить.

  • Диапазон дозирования 1–1000 мк
  • Встроенный гриппер с боковым захватом и вращением на 360 ̊
  • 25 позиций на рабочем стол
  • Орбитальные шейкеры и элементы Пелтье для пробоподготовки
  • Дополнительный корпус

Рисунок 1. Biomek i5 Span-8 Genomics Workstation Enclosed. Вместительный рабочий стол позволяет экономить время сотрудников.

Интерфейс запуска готовых методов

Три простых модуля предоставляют пользователю все инструкции, помогающие безошибочно настроить метод и гарантирующие максимальную гибкость при планировании рабочего дня.

1. Biomek Method Launcher (BML) — простой интерфейс для запуска готовых методов.

Biomek Method Launcher предлагает удобный интерфейс для запуска метода

Рисунок 2. Biomek Method Launcher предлагает удобный интерфейс для запуска метода

Через интерфейс BML можно перейти в режим ручного управления

Рисунок 3. Через интерфейс BML можно перейти в режим ручного управления

2. Method Options Selector (MOS) — позволяет настроить метод согласно актуальной задаче. Например, количество и объём образцов, тип пластика.

Пример настройки запуска протокола KAPA qPCR

Рисунок 4. Пример настройки запуска протокола KAPA qPCR. Пользователь может выбрать, какую часть метода запустить, а также количество образцов, тип планшета, сколько повторностей и информацию о стандартах.

Интерфейс метода нормализации

Рисунок 5. Интерфейс метода нормализации. Пользователь предоставляет файл (с исходными концентрациями образцов) и задаёт необходимое значение. Переносимый объем для нормализации образцов рассчитывается в методе автоматически.

3. Guided Labware Setup (GLS) — на основании данных, введённых в MOS рассчитывает необходимые количества пластика и реагентов и предоставляет пошаговую инструкцию для оператора по расстановке рабочего стола.

Рассчитанные объемы реагентов и схема расстановки позволяют избежать ошибок 

Рисунок 6. Рассчитанные объёмы реагентов и схема расстановки позволяют избежать ошибок.

Автоматизация нормализации и контроля качества на Biomek — гарантия качества ваших исследований.

Описание основного процесса
12 образцов 24 образцов 48 образцов 96 образцов
Agilent TapeStation - - - 10 мин
KAPA кПЦР и нормализация
:96 лунок (3 повторности, 3 разведения)
24 мин 49 мин -
:384 лунки (3 повторности, 3 разведения) 25 мин 33 мин 50 мин 1ч 26 мин
Quant-IT и нормализация 28 мин 30 мин 36 мин 49 мин
Время подготовки станции 10 мин 10 мин 15 мин 15 мин
** Без учета времени оттаивания реагентов.

Таблица 1. Время и производительность методов с использованием лабораторной станции i5 Span-8

План эксперимента

Была продемонстрирована реализация следующих методов на лабораторной станции i-5 Span-8:

  • пробоподготовка для Agilent Tapestation 2200 (Genomic DNA Assay, D1000 DNA Assay, D1000 DNA High Sensitivity Assay, D5000 DNA Assay, D5000 DNA High Sensitivity Assay, RNA Assay and RNA High Sensitivity Assay);
  • Нормализация и контроль качества библиотек с использованием Quant-IT Picogreen ds DNA Assay;
  • Нормализация и контроль качества библиотек с использованием KAPA Illumina qPCR kit.

Анализируемые образцы представляли собой готовые очищенные ДНК-библиотеки из института Coriell. Пробоподготовка производилась набором Illumina Nextera Rapid Capture Enrichment. Для получения данных на приборе Tapestation 2200 использовали набор Agilent High Sensitivity D5000 DNA. Измерение флуоресценции при работе с Quant-IT Picogreen ds DNA Assay производили в планшетном ридере Paradigm (флуоресценция при Ex 485 нм и Em 530 нм), кПЦР KAPA Illumina Library Quantification kit проводили в амплификаторе Applied Biosystem 7900Ht.

Результаты, полученные при применении прибора TapeStation:

Образцы из института Coriell, отображенные на гель- электрофореграмме, после анализа с помощью набора Agilent TapeStation HS D5000, демонстрируют пик ~350 пар оснований, как и ожидалось согласно протоколу Illumina.

Рисунок 7. Образцы из института Coriell, отображенные на гель-электрофореграмме, после анализа с помощью набора Agilent TapeStation HS D5000, демонстрируют пик ~350 пар оснований, как и ожидалось согласно протоколу Illumina.

Результаты анализа с использованием набора Quant-IT:

Калибровочная кривая для анализа с использованием набора Quant-IT и рассчитанные концентрации образцов Coriell

Рисунок 8. Калибровочная кривая для анализа с использованием набора Quant-IT и рассчитанные концентрации образцов Coriell

Результаты количественной ПЦР:

График амплификации и калибровочная кривая для KAPA Library Quantification Kit и концентрации ДНК из института Coriell, рассчитанные на основе кривой

Рисунок 9. График амплификации и калибровочная кривая для KAPA Library Quantification Kit и концентрации ДНК из института Coriell, рассчитанные на основе кривой

Заключение

Мы продемонстрировали, что очищенные ДНК-библиотеки из института Coriell, показывают сопоставимые концентрации в двух различных методах количественного определения и что данные прибора Tapestation подтверждают приемлемое качество библиотек для дальнейшего анализа.

 

Автоматизированные лабораторные станции Biomek не предназначены и не утверждены для диагностики заболеваний или других состояний. Данные, представленные в настоящем документе, были получены в процессе разработки.