自動微生物組擷取：無偏差，高通量，品質結果

作者林喬納森1瑞恩薩薩達1，傑薩裡雷德2，霍馬姆賈馬爾2，金納里沃森21Zymo研究2Optrens實驗室公司。

摘要微生物學是一個具有重要意義的新興領域為人類健康的廣泛的主題。現代的定序技術可以提供豐富和新穎的數據但受到DNA萃取方法的限制，這困難、耗時，特別是在微生物方面樣本，容易產生偏差。自動化系統可以解決其中一些挑戰，但必須小心設計和校準，並需要配合適當的試劑來提供高品質的結果。在目前的一組測試中，視中心子採用OT-2核酸萃取工作站ZymoBIOMICSTM 96磁珠DNA試劑盒從典型的微生物樣本中萃取DNA。表演對該系統和試劑盒的產量和純度指標進行了評估。提取偏倚和交叉污染分別是也評估。結果表明，OT-2結合在一起使用ZymoBIOMICS試劑盒生產了高產量、高純度的DNA樣品，沒有偏差和交叉污染。確定了若干項調整以進一步改進表演總之，這些測試例證了OT-2在不同應用程序實現過程中的準確性和精度，提供了最佳的性能行業領先的微生物學DNA提取試劑盒。

介紹人類的微生物群不再是生物學研究的背景。多樣化，大，和微生物群非常活躍，已經成為人們關注的焦點，它因其在人類健康方面的廣泛作用而日益受到重視，包括傳染病、晝夜節律和心理狀況的作用。自動化可以支援這一新興領域在關鍵的核酸萃取步驟中具有無偏壓性能的領域。優質的DNA萃取依賴於有效的溶解，即特別是對微生物組樣本的挑戰性它們所含的各種生物體。有些生物較耐寒，較耐溶解，而其他的則較容易溶解，較容易溶解。如果一種裂解法無法克服這些差異，耐寒的物種將會產生較少的DNA，而較易感的物種則會產生較多，導致下游分析中有偏差代表性。

通常使用兩種主要裂解法：酵素法或基於試劑的裂解和機械裂解。這個在ZymoBIOMICS 96磁珠DNA試劑盒中使用基於珠技術的機械裂解試劑盒使用超高密度，混蛋珠tm來傳遞微生物的均勻溶解並與自動化，因為珠子是預裝在準備樣品的管。

自動化為DNA提供了進一步的改進提取除了裂解的挑戰，手工DNA提取協議是耗時且容易產生的由錯誤和差異引起的可變性實驗室技術人員的性能。自動化程序可以消除可變性和增加吞吐量，但必須小心校準，以確保DNA分離出來產量和純度都很好。

本研究試圖評估OT-2核酸萃取自動工作站與ZymoBIOMICS 96 MagBead DNA的性能微生物學試劑盒。測定了產率和純度在典型的微生物學糞便樣本中使用標準萃取性能指標。這些指標是比較了自動工作站和由訓練有素的手動程序技術人員對自動化工作站也進行了測試用於板井間的交叉污染。

此測試旨在優化該試劑盒和系統的方案。 OT-2避免了萃取偏倚，並交付的樣品的產率和純度與由訓練有素的技術人員執行的手動程序相當。橫井污染程度在兩者之間也具有可比性。兩種提取方法。此外，一些協議使用OT-2自動化工作流程進行了調整，以提高產量並減少週轉時間。

結果使用OT-2工作站和ZymoBIOMICS MagBead試劑盒自動提取DNA，成功地純化了DNA，沒有引入偏倚純化偏倚可能是由於不均勻的裂解之間造成的一個樣本中的微生物群物種。有些物種較少容易溶解，因此可能被代表不足在下游定序資料中。混蛋珠ZymoBIOMICS試劑盒中使用的技術是一種透過珠磨機或珠磨機進行機械分解的系統跳動的技術。這種技術包括將樣品與小玻璃、鋼或陶瓷珠結合起來用力混合兩者。 1在混合過程中，珠子與細胞發生碰撞，打破細胞膜和細胞壁，釋放DNA。打珠試劑使用超高密度珠子可以以這種方式均勻溶解微生物樣品，防止偏差。

為了評估這種性能，我們使用OT-2工作站和ZymoBIOMICS 96 MagBead DNA提取DNA試劑盒對酶ZymoBIOMICS的樣品進行了檢測微生物群落標準（N=8）。萃取的DNA以16S rRNA基因標靶定序進行分析，引子針對V3-V4區域伊利諾州的定序®MiSeq™儀器。微生物群落標準是一個明確的特徵參考樣本的種類包括革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌以及酵母菌不同的大小和細胞壁組成。由偏置裂解法產生的觀察到的組成不能反映標準品的理論組成。定序資料顯示，使用OT-2核酸萃取工作站和ZymoBIOMICS 96 MagBead DNA試劑盒進行自動萃取，並觀察到高保真度符合微生物群落標準的微生物圖譜（圖1）。

試劑盒自動化提供了產率和純度匹配的手動提取OT-2核酸提取物的性能工作站與酶微生物學96 MagBead從典型微生物糞便樣本中提取DNA的DNA試劑盒進行DNA產量和純度評估，並與經過高度訓練有素的技術人員執行的手動程序進行比較（N=12）。利用奈米Drop2000紫外-可見分光光度計進行測量DNA濃度及吸光度比（A260/230、A260/280）。

手動和自動化的程序交付在附近相同的結果（圖2）。自動化和手動操作此程序的平均產率為57.88ng/µLand 57.85ng/µL，平均吸光度值為260/2801.94和1.90，平均吸光度值為260/230分別為1.85和1.87。自動化程序避免了交叉污染板井之間的交叉污染存在aDNA提取程序的重大問題，因為被污染的樣本會損害資料的完整性。然而，污染可能很難預防手動處理程序相比之下，自動化可以減少污染，促進審計程序如果污染確實發生了，它將會被識別出來。向評估OT-2核酸萃取工作站對於交叉污染，新型隱球菌和將酵素微生物學DNase/Fre-rnase水加入a96孔板，交替使用，以棋盤式使用。平板以自動工作站處理，每個孔的洗脫液用Femto進行qPCR檢測tmCFX96上的細菌DNA定量試劑盒。

觸摸即時PCR檢測系統在任何充滿水的對照井中檢測到新生兒，這表明沒有發生交叉污染（圖3）。

圖2：自動化和人工程式提供了相當的DNA產量和純度。以OT-2核酸萃取工作站和ZymoBIOMICS 96 MagBead DNA試劑盒從糞便樣本中萃取DNA。用ng/µL法測定純化後的DNA的產量和純度，和260/280和使用NanoDrop 2000紫外-可見分光光度法獲得的260/230的吸光度值，在收率(A)和純度（B和C ）方面幾乎得到了相同的結果。

結論對DNA萃取方法的評估OT-2核酸萃取工作站與之搭配ZymoBIOMICS 96 MagBead DNA試劑盒顯示沒有淨化偏差。自動提取提供的產率和純度與訓練有素的技術人員的手工提取相當，同時避免了井間的交叉污染。此外，還發現了一些協議調整，以提高提取工作流程的效能和速度。

採用OT-2核酸萃取工作站及ZymoBIOMICS 96 MagBead DNA試劑盒萃取DNA，獲得高純度DNA，收率高淨化偏倚或交叉污染。優秀

沒有污染或純化偏差的性能是必要的DNA提取協議保持。隨著微生物學研究的不斷發展。這些高效能的結果表明，OT-2可以為微生物的工作流程提供一個可靠的純化解決方案。這些數據也展示了OT-2對支援廣泛應用程式的工具包的使用的靈活性。 OT-2可以提供增加的吞吐量和減少的周轉時間，以促進更雄心勃勃的實驗，節省寶貴的時間，同時保持高品質數據的高標準。