日前，Broad研究所和剑桥大学的研究人员发表了一项关于一体化、高通量微流体样品制备系统的验证研究，这项研究最近发表在《Nature Communications》上。

研究人员声称，与高通量液体处理机器人和基于电润湿的数字微流体相比，该设备可以将DNA输入减少100倍，从需要100多万个细胞减少到少于1万个。

研究人员将该设备用于结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）和土壤中的细菌菌落的全基因组鸟枪法测序中，并且制备了近400个临床铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）的文库。

文章的通讯作者，Broad研究所的Paul Blainey说，“样品制备有点被疏忽，但我们认为它是一个关键的技术和经济瓶颈。例如，在微生物分离测序中，产生基因组草图的所有数据可能花费大约10美元，但是样品制备的花费可达数百美元。随着测序越来越便宜，不久后样品制备的高额成本将成为所有NGS应用的限制。”

该系统可以执行三个基本功能——提取、反应步骤和清理步骤，它们是RNAseq、ATAC-seq、ChipSeq和其他NGS方法样品制备的基本操作。

此外，该设备的自动微观提取组件相当新颖，其在非常低的输入下对于某些难处理的微生物，例如土壤分离物中的假单胞菌种和实验室培养的结核菌，显示出良好的性能。

通常用来为测序工作流程制备样品的技术包括标准手动台架和大型液体处理仪器，需要大量投资和定制开发机器人脚本。Illumina有一种基于微流体的解决方案，称为NeoPrep，于2015年推出，但已计划停产。Oxford Nanopore的系统名为VolTrax，最近开启了早期采用计划。

但Blainey指出，大多数其他微流体系统只做了样品制备工作流程的一小部分。例如，NeoPrep系统需要输入剪切的基因组DNA，因此需要在芯片外进行其他的初始处理步骤，并在声学剪切仪器上投资数万美元。而他们开发的微流体系统除了PCR反应外基本上所有的样品制备工作都在芯片上完成。

Blainey表示，这套设备除了可以降低成本并减少DNA输入，同时也能保证样本制备的质量，它以一种全新的方式结合了普通微流体技术的特色。这一独特的微体系结构或可成为一种范例，为设计不同工作流程的微流控系统提供新思路。

参考文献：

High-throughput automated microfluidic sample preparation for accurate microbial genomics  doi:10.1038/ncomms13919