下一代測序（NGS）文庫制備是一個復雜而精細的過程，涵蓋 DNA 片段化、末端修復、接頭添加以及 PCR 擴增等多個關鍵步驟。這一系列步驟中還穿插著多個純化環(huán)節(jié)，要求用戶在各個孵育階段之間頻繁進行操作，這無疑增加了實驗的繁瑣度和時間成本。

為了簡化這一流程，提升實驗效率，我們在次本研究中介紹了一種在 Opentrons Flex 平臺上實現(xiàn)的自動化協(xié)議。該協(xié)議使用 Twist Library Preparation Enzymatic Fragmenta-tion (EF)Kit 2.0和Twist Universal Adapters System 制備可用于測序的文庫。通過在一個協(xié)議中實現(xiàn)整個文庫制備流程的自動化，用戶可以在實驗過程中節(jié)省時間，專注于其他任務。

Opentrons Flex NGS 工作站

方法

1、酶促片段化和文庫制備
在本研究中，我們使用50 ng的Promega人類男性基因組DNA作為起始材料，通過Twist Library Preparation Enzymatic Fragmentation (EF) Kit 2.0實現(xiàn)了96個樣品的DNA片段化。隨后，利用Twist Universal Adapters System的TruSeq Compatible 96樣品板A添加接頭，并通過UDI引物進行PCR擴增，完成文庫構建。整個自動化流程在Opentrons Flex NGS工作站上執(zhí)行，遵循Opentrons在線協(xié)議庫中的相關協(xié)議（DOC-001239 REV 6.0）。

2、DNA文庫分析
文庫制備完成后，使用Agilent 4150 TapeStation配合High Sensitivity D1000 Reagents及High Sensitivity D1000 ScreenTape對DNA文庫進行了質量分析，同時使用Qubit? 1X dsDNA High Sensitivity Assay Kit和Qubit? 4熒光計對DNA進行了精確的定量分析。

結果

在應用Twist Bioscience Library Preparation EF 2.0 with Enzymatic Fragmentation and Twist Universal Adapters System協(xié)議后，成功在Opentrons Flex平臺上自動化完成了8個樣品的DNA片段化和文庫制備，整個過程耗時2小時40分鐘。在自動化流程開始前，僅需約30分鐘進行桌面布局和試劑樣品準備。隨著樣本數(shù)量的增加，自動化文庫制備時間相應延長，16個樣本耗時3小時，24個樣本耗時3小時30分鐘，這反映了自動化平臺處理更多樣本時的合理時間增長。與手動操作相比，自動化流程顯著提高了效率和準確性。

圖 1：全自動化 Twist BioScience Library Preparation EF 2.0 工作流程減少了約 67% 的手動操作時間（樣本數(shù)量為 8 個）

在文庫制備完成后，我們對8個樣品的產量和片段大小進行了分析，結果顯示片段主要集中在300-500 bp范圍內，符合預期。定量分析得出，文庫的平均濃度為71.6 ng/μL，平均片段大小為328.1 bp，這些數(shù)據證明了自動化流程能夠高效生成高質量的測序文庫。

圖2. 高產出以及長度均一的人類基因組 DNA 文庫
數(shù)據為 8 個 Promega 人類男性基因組 DNA 樣本，投入量為 50ng

結論

在本實驗中，科學家只需花費 30 分鐘進行桌面設置和試劑準備，隨后整個流程即可在 Opentrons Flex 平臺上自動運行，無需額外人工干預。該高度自動化的流程顯著提高了實驗效率，減少了人為操作的誤差，提升了實驗結果的準確性和可靠性。處理 8-24 個樣本時，從準備到完成的運行時間僅為 3-3.5 小時，幫助科學家在短時間內處理大量樣本，為大規(guī)模測序項目的快速推進提供了有力支持。
Opentrons Flex 與 Twist EF 2.0 文庫制備工作流程的結合為 NGS 文庫制備帶來了革命性的變革。這一創(chuàng)新技術不僅提高了實驗效率和準確性，還為生命科學研究的深入發(fā)展提供了強有力的技術支持。未來，隨著自動化技術的不斷發(fā)展和完善，我們有理由相信，NGS 文庫制備的自動化程度將進一步提升，為生命科學領域帶來更多驚喜和突破。