贝克曼库尔特Biomek NGeniuS 与Illumina文库制备自动化解决方案

自从人类基因组计划完成以来，新一代测序（NGS）成本降低的速度已经大大超过了摩尔定律。通过不断的技术创新，Illumina将人类基因组测序成本降低到了1000美元，率先实现了“一千美元测序一个人类基因组”的设想。新一代测序成本的持续降低，促使NGS更经济实惠、更加普及。

NGS工作流程中的一个关键步骤即为待测序的DNA文库的制备。然而，在NGS技术广泛普及的今天，更高通量的需求使得手动制备文库的过程成为整个工作流中亟待突破的瓶颈。手动制备文库的过程繁琐耗时，许多步骤需要计时，没有安全停止点，导致操作人员工作时间延长。这些因素促使自动化制备文库成为实验室的理想之选。

Biomek NGeniuS系统是一款全自动文库制备系统。从DNA样品一键启动，运行过程无需值守，使用免费的已验证文库制备应用程序，每批次可支持运行4-24任意数量的样品。

图1  Biomek NGeniuS全自动文库制备系统

Illumina DNA Prep技术是Illumina文库制备系列产品中Z快速、灵活的DNA测序解决方案之一。Illumina DNA Prep 使用了 On-bead tagmentation测序化学技术，采用连接磁珠的转座酶，与在游离状态下进行的酶切法片段化反应相比，该技术可实现更均一的酶切法片段化反应。独特的连接磁珠的转座酶技术集成了DNA提取、片段化、文库制备和文库归一化步骤，这有助于简化工作流程，减少所需的样本起始量，缩短手动操作时间和周转时间。Illumina DNA Prep产品代表了Illumina文库制备测序化学技术的Z 新进展，拥有快速、集成的工作流程，适合广泛的应用，从人类全基因组测序到扩增子、质粒和各种微生物。

我们使用Biomek NGeniuS系统分别对1ng、50ng和500ng三种投入量的DNA自动构建全基因组文库，并分析得到的文库质量与测序数据质量。以1ng 蜡样芽孢杆菌DNA起始运行制备的22个文库，平均大小为560bp；以50ng 人类DNA起始运行制备的12个文库和以500ng 人类DNA起始运行制备的3个文库，平均大小分别为628bp和664bp。

图2  以22个蜡样芽孢杆菌 gDNA 为起始样品，使用Illumina DNA 制备文库制备试剂盒在 Biomek NGeniuS 系统上创建的文库和两个阴性对照；文库的平均片段大小为 560 bp。

图3  不同DNA类型文库的平均大小

文库制备完成后，使用NextSeq 500/550 High Output v2.5（300 Cycles）在Illumina NextSeq 550系统中对文库进行2x151bp测序。NextSeq 550运行的测序结果其中88%的碱基得分为Q30或更高。此外，12个人类gDNA文库使用带有S4流动槽的Illumina NovaSeq测序仪上重新测序，以实现更高的覆盖深度。NovaSeq 运行生成的测序数据，其中 85.8% 的碱基得分为 Q30 或更高。

在与对应的参考基因组进行比对后，所有文库通过序列映射定位到参考基因组的reads均高于95%。人类gDNA文库正确配对的reads百分比（平均98.5%）平均高于蜡样芽孢杆菌文库（平均93.4%）。所有文库的测序重复率均低于3.2%，平均为2.2%。

图4  NextSep550测序结果

表1  在Biomek NGeniuS文库制备系统上使用Illumina DNA Prep library kit的测序结果。

自动化制备的DNA文库的产量、片段大小和测序数据表明，使用 Biomek NGeniuS 系统对 Illumina DNA Prep library kit的自动化制备的文库具有 >97.7% 的比对率、低重复率。生成的文库符合 Illumina DNA Prep library kit建议的文库大小范围。

实验证明，Biomek NGeniuS系统与Illumina DNA Prep library kit配套使用，可以成功生产高质量的适合在Illumina平台上测序的全基因组测序文库。

＊ 以上产品仅用于工业及科研，不用于临床诊断，禁忌内容或注意事项详见说明书。