简介

迪拜Al Jalila儿童专科医院的基因组学中心（CoE）利用Hamilton液体处置工作站的自动化职能
，为新生儿沉症监护室的儿童提供基于全基因组测序（rWGS）的急剧检测。这个名为“幼猎鹰"的项目将对200名儿童及其父母进行测序
，主张是证明这种步骤在这种医疗环境中诊断速度和患者整体护理方面的实用性。本案例钻研描述了基因组学CoE若何通过使用Hamilton液体处置工作站
，实现自动化rWGS文库造备流程
，从而提高正确性、可沉复性、无人值守功夫、通量和矫捷性。

关于Al Jalila儿童专科医院

Al Jalila儿童专科医院（AJCH）于2016年11月1日落成
，是阿拉伯结合酋国度儿童专科医院。AJCH共有1000多名员工
，蕴含医生、护士、专家和临床支持人员
，分为六个CoE
，每个CoE都有自己的专长：肾脏、神经科学、心脏、儿童和青少年生理健康、沉症监护和基因组学。

Al Jalila儿童专科医院的基因诊断技术在AJCH的新生儿沉症监护室
，基因组学CoE阐扬着至关沉要的作用
，为各类儿科疾病和综合征提供早期诊断测试。这些疾病蕴含与听力损失、肠胃病学、肺病、骨骼和结缔组织、内排泄学、免疫学微风湿病学有关的疾病。

基因组学尝试室利用下一代测序技术（NGS）、如全表显子测序（WES）、全基因组测序（WGS）、以及芯片（染色体芯片）、液滴数字PCR (ddPCR) 和Sanger测序等先进技术
，提供定造的精准基因检测服务。

2022年
，基因组学CoE开发了一个名为“幼猎鹰"的项目
，旨在两年内为200个家庭提供基于rWGS的检测（共600个个别的三沉分析）。为了实现这一指标
，基因组学CoE依附12名专业员工
，蕴含一名美国委员会认证的临床分子遗传学家、生物信息学科学家、基因组分析师、分子技术专家和遗传照拂。

基因诊断自动化

起初
，基因组学CoE以人为方式进行所有检测。然而
，随着该公司起头成为中东地域较大的基因检测平台
，提高通量和可沉复性成为当务之急。

Tayoun博士诠氏缢他选择Hamilton系统实现工作流程自动化的决定： “在参与AJCH 之前
，我曾在费城儿童医院使用过Hamilton仪器。Hamilton仪器的技术特点和靠得住性都极度杰出
，因而当我们起头在AJCH的基因组学部门实现工作流程自动化时
，Hamilton是我们很好的选择。

基因组学CoE目前有两个Hamilton Microlab®NGS STAR
，其中五个工作流程已经自动化。这些工作流程蕴含基因分型、DNA稀释和WES和rWGS文库造备。严格的验证过程在进行中或已经实现
，以确保其合用于诊断主张。在本案例钻研中
，我们沉点关注用于幼猎鹰项目测试的rWGS库筹备工作流程的自动化。

rWGS文库造备自动化工作流程

幼猎鹰项目 rWGS 的整个过程蕴含七个阶段：(1) 样品采集
；(2) DNA 提
；(3) WGS 文库造备
；(4) 定量和汇集
；(5) 测序
；(6) 分析
；(7) 了局交付。

El Naofal女士更具体地描述了这一过程： “首吓酌EDTA管采集表周血样本（受试者和父母）
，而后用QIAGEN QIAsymphony 仪器提取基因组DNA。提取gDNA后
，将其与文库造备所需的耗材和试剂一路摆放到Hamilton Microlab®NGS STAR的台面上。造备好的NGS文库使用赛默飞世尔科技公司的Qubit 4.0荧光仪检测文库的浓度
，而后在Illumina NovaSeq 6000平台上进行测序。测序实现后
，生物信息学团队会立即对了局进行内部门析
，并在样本采集后48到72幼时内将了局奉告患者。 这种步骤之所以被称为“急剧"
，是由于从样本采集到了局传递的功夫很短。

系统描述

用于 rWGS 文库造备的系统是基于Hamilton Microlab® NGS STAR
，该系统有八个 1000 μL移液通路、一个 CO-RE® 抓手工具、一个磁力架、五个Hamilton加热振动器（HHS）和两个用于控温孵育的 INHECO CPAC。

自动化流程描述

如前所述
，rWGS文库造备步骤基于Illumina的DNA PCR自由文库造备试剂盒在Hamilton液体处置器上的自动化（第3阶段）。自动化工作流程蕴含四个重要步骤。

1.     Tagmentation of the Genomic DNA

2.     Post-Tagmentation Clean-up 

3.     Index Ligation 

4.     Post-index Library Clean-up

Hamilton Microlab® NGS STAR可自动处置这四个步骤。Hamilton尝试室自动化照拂Murad Sharabati先生进一步描述：“NGS STAR上的这种步骤极度单一
，用户敦睦。NGS STAR中的自动条形码阅读器可读取试剂盒中管的条码信息
，并将信息输入VENUS软件。用户只需手动将一些耗材（如无核酸酶的水）摆放到平台上的50毫升槽中。对于步骤1 (tagmentation) 和3 (index ligation)
，通过使用Hamilton 加热振荡器实现孵育步骤。因该步骤不必要温度变动
，因而无需使用台面热循环仪 (ODTC)
，从而降低了总体成本。此表
，HHS还用于某些步骤中的混合
，削减了所需的耗材量和处置功夫。纯化（步骤2和4）依赖于台面上的磁力架。为了在这些步骤中最大限度地确保样品的均一性
，我们设计了一个批处置法式。该法式利用8个1000 µL 移液通路串联处置3个批次
，而后持续处置后面的3个批次
，依此类推。这样既缩短了处置功夫
，又保障了了局的一致性和正确性"。实现这四个自动化 NGS 文库造备主题工作流程步骤后
，文库将进行人为定量和汇集。Hamilton基因组学高级细分市场掌管人Birgit Ottenw?lder博士对这些额表工作流程步骤的潜在自动化颁发了评论：若是必要
，定量和汇集步骤也能够使用Hamilton的NGS STAR进行自动化。出格是定量步骤
，可通过第三方设备整合或通过Hamilton用于荧光检测的新型台面
？镕LUOREYE实现自动化。定量和汇集步骤通常是为满足客户的个性化要求和尝试室设置而定造的。因而
，这些步骤可凭据要求增长到我们经 Hamilton验证或合作同伴认证的NGS文库造备主题步骤中。

WGS文库造备自动化的优势

正确性和可沉复性 

自动化可大幅降低谬误率
，这得益于工作流程的尺度化以及解除了操作员引起的变动和无意谬误。液体处置技术的精确性和正确性可确保削减在谬误处置和潜在沉复上浪费的功夫
，从而全面提高诊断速度
；蜃檠oE目前在对用于诊断的自动化工作流程进行全面验证（超出了幼猎鹰项主张临床钻研主张）。初步了局批注
，所有质量尺度都与人为处置的质量尺度类似或更好。图4显示
，在自动化处置过程中
，所有测试样本的基因组覆盖率均超过90%。

无人值守功夫

自动化的重要优势之一是能让科学家大大削减 “着手功夫"
，这在NGS文库造备等长功夫工作流程中尤为有效。使用手动步骤
，24个样本必要3到4个幼时的着手工作
，而使用Hamilton系统
，只必要30到45分钟的着手功夫。

通量

自动化工作流程允许同时运行多达96个样本。只管幼猎鹰项主张指标是在两年内对600个样本进行测序
，但其主张是将这一自动化工作流程增长到医院的尺度遗传学服务列表中。AJCH的基因组学CoE预计每月运行100至150个样本。

矫捷性

来自分歧供给商的多种步骤可在统一Hamilton NGS STAR工作站上执行
，在这些步骤之间切换只需互换几个载架。对于运行多种步骤/测定的客户来说
，将Hamilton自动化系统用于各类用处的能力尤其拥有吸引力。