NGS 建库中如何部署自动移液工作站提高效率？

下一代测序（NGS, Next Generation Sequencing）技术已成为基因组学、转录组学、宏基因组学等领域的核心工具。NGS 建库（Library Preparation）是整个测序流程中耗时、易出错且对液体处理精度要求极高的环节。引入自动移液工作站（Automated Liquid Handling Workstation），不仅可以显著提升通量与效率，还能降低人为误差，保证数据质量。
以下将从部署流程、效率提升机制、关键注意事项等方面，详细解析在 NGS 建库中如何科学应用自动移液工作站。

移液工作站

一、NGS 建库流程与自动化切入点
典型的 NGS 建库流程包括：
DNA/RNA 提取与定量
片段化（Fragmentation）
末端修复（End Repair）与加 A 尾（A-tailing）
接头连接（Adapter Ligation）
纯化与片段选择（Bead-based Size Selection）
PCR 扩增
文库定量与质控
自动移液工作站可切入的核心环节：
样本分配（Sample Aliquoting）
酶反应体系构建
磁珠纯化（Magnetic Bead Cleanup）
多轮洗涤与缓冲液更换
PCR 体系准备

二、部署自动移液工作站的效率提升机制
高通量并行处理
支持 96 孔、384 孔甚至更高通量格式，一次性处理数百个样本，远超人工移液速度。
精确液体分配
具备微升级（μL）甚至纳升级（nL）精度，减少建库试剂浪费，提升数据一致性。
减少人为误差
自动化消除了因疲劳、移液不均匀、样本标签混乱等造成的批间差异。
可编程与流程复用
通过软件预设 NGS 建库 Protocol，一键执行，重复实验无需重新编程。
与磁珠纯化模块无缝衔接
集成磁力架模块，自动完成 DNA 片段选择与洗脱，减少操作时间。

三、部署策略与实施步骤
选择合适的移液工作站
通道配置：1、8、96 通道可灵活组合（如 Opentrons Flex）。
模块支持：需兼容加热、制冷、磁珠纯化等模块。
体积范围：支持 1 μL–1000 μL 的宽范围分液。
开发与验证建库 Protocol
可直接调用开源 NGS 建库协议（如 Illumina、NEB、KAPA 方案），并根据试剂品牌调整参数。
对关键步骤（加酶、磁珠清洗、洗脱）进行小批量测试与优化。
试剂与耗材适配
选择低吸附吸头（Low Retention Tips）减少 DNA/RNA 损失。
采用 ANSI/SLAS 标准板型，保证平台兼容性。
人员培训与操作规范
确保操作人员熟悉设备校准、维护与故障排查流程。

四、效率与数据质量双提升的关键
批量一致性：自动化减少批间差异，使大规模测序项目（如全基因组关联研究 GWAS）获得更高的数据一致性。
试剂节约：精准分液可节省 10%-20% 高价值试剂（如接头、酶）。
缩短周期：原本需 2–3 天的 96 样本建库流程，可在 6–8 小时内完成。
可追溯性：系统自动记录每一步操作参数，方便质量追溯与合规审查。

五、案例参考
Opentrons Flex + 磁珠提取模块
在某基因组中心的 Illumina 建库流程中，实现了 384 样本/批 的全自动化，文库产出均一度 CV < 5%，试剂成本降低 15%，总处理时间缩短 60%。

在 NGS 建库中部署自动移液工作站，是提升实验室高通量能力与数据质量的有效途径。合理选择设备与模块，优化液体处理参数，并结合磁珠纯化等自动化单元，可以将人工操作的耗时、高差错率环节转化为高精度、可重复、可追溯的自动化流程。
未来，随着开源协议库与AI 驱动的实验优化算法的普及，自动移液工作站将在 NGS 建库中实现更高程度的智能化与无人化，大幅提升科研与临床测序的效率与可靠性。

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