Library Prep NGS: come superare le sfide del laboratorio con l’automazione intelligente.
Negli ultimi anni le tecnologie di Next Generation Sequencing (NGS) hanno rivoluzionato la ricerca biologica e la diagnostica molecolare.
Oggi è possibile leggere rapidamente milioni di frammenti di DNA e RNA, aprendo nuove frontiere nella medicina personalizzata, nella diagnostica genetica, nello studio di virus e batteri e nella ricerca sui microbiomi.
L’impatto di queste tecnologie è stato evidente, ad esempio, durante la pandemia di SARS-CoV-2, quando il sequenziamento genomico ha permesso di identificare e monitorare rapidamente le nuove varianti virali.
Allo stesso modo, l’NGS è oggi fondamentale nello studio delle malattie genetiche, nell’oncologia di precisione e anche in ambiti come food e agricoltura, dove aiuta a studiare biodiversità e miglioramento delle colture.
Ma dietro la potenza delle tecnologie NGS si nasconde una fase critica del workflow: la preparazione delle librerie (library prep).
Ed è proprio qui che molti laboratori incontrano le difficoltà maggiori.
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Library preparation NGS: il vero collo di bottiglia del workflow
Il DNA presente in una cellula è troppo grande per essere sequenziato direttamente. Per questo deve essere trasformato in una libreria di frammenti compatibili con il sequenziatore.
Il processo di NGS library preparation comprende diversi passaggi fondamentali:
- frammentazione del DNA
- riparazione delle estremità
- aggiunta di adattatori e barcode
- amplificazione tramite PCR
- selezione dimensionale dei frammenti (size selection)
Ognuno di questi step richiede estrema precisione volumetrica, riproducibilità tra run e tra operatori, tempistiche controllate e gestione accurata dei campioni.
Si tratta di un protocollo complesso, con numerosi passaggi manuali di pipettaggio e trasferimento liquidi. Questo comporta spesso:
- variabilità tra operatori
- rischio di errori manuali
- contaminazioni
- tempi di lavoro elevati
- difficoltà di scalare il numero di campioni
In altre parole, la library prep è spesso il principale collo di bottiglia del workflow NGS.
Automazione nel laboratorio: la chiave per workflow NGS più efficienti
Per affrontare queste criticità, sempre più laboratori stanno introducendo piattaforme di liquid handling automatizzate.
L’automazione consente di eseguire in modo standardizzato tutte le operazioni che prevedono trasferimenti di liquidi, come preparazione delle mix di reazione, dispensazione dei reagenti, trasferimento dei campioni, normalizzazione, pooling dei campioni e size selection della libreria.
Riducendo drasticamente l’intervento manuale, è possibile migliorare:
- riproducibilità degli esperimenti
- accuratezza volumetrica
- tracciabilità dei processi
- scalabilità dei workflow
Automazione della library prep con CyBio FeliX
Una delle piattaforme progettate proprio per automatizzare i workflow di laboratorio è CyBio FeliX, un sistema di liquid handling sviluppato per rendere l’automazione accessibile, flessibile e scalabile.
CyBio FeliX è una piattaforma robotica di pipettaggio completamente automatizzata, progettata per gestire attività di trasferimento liquidi da singolo campione fino ad applicazioni multi-canale ad alto throughput.
Il sistema può lavorare con 1 fino a 384 canali di pipettaggio, in un range di volume da 1 µL a 1000 µL, permettendo di gestire sia piccoli volumi tipici della genomica sia applicazioni più ampie.
Grazie alla sua architettura modulare e al design compatto, il sistema può essere integrato facilmente nei laboratori esistenti senza richiedere grandi spazi o infrastrutture dedicate.
I vantaggi dell’automazione con CyBio FeliX
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Standardizzazione dei protocolli
L’automazione consente di ridurre la variabilità legata all’operatore, garantendo:
- protocolli riproducibili
- minore variabilità intra-run e inter-run
- maggiore qualità dei dati NGS
Questo è particolarmente importante in ambiti come la diagnostica molecolare o la ricerca traslazionale, dove la consistenza dei risultati è fondamentale.
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Precisione e accuratezza nel pipettaggio
La preparazione delle librerie richiede trasferimenti di volumi molto piccoli.
Con un sistema di liquid handling automatizzato è possibile ottenere:
- maggiore precisione volumetrica
- migliore accuratezza di dispensazione
- minori errori manuali
Il risultato è una maggiore affidabilità delle analisi e degli esperimenti.
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Workflow più rapidi e scalabili
Con l’aumento del numero di campioni da analizzare, i protocolli manuali diventano rapidamente insostenibili.
L’automazione permette di:
- processare più campioni in parallelo
- ridurre i tempi operativi
- liberare tempo per attività a maggiore valore scientifico
Il sistema può eseguire operazioni come normalizzazione, pooling e trasferimenti complessi di campioni in modo molto più rapido rispetto al pipettaggio manuale.
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Massima flessibilità applicativa
Uno dei punti di forza della piattaforma è la sua modularità.
Il sistema dispone di:
- 12 posizioni sul deck su due livelli per piastre, rack e accessori
- teste di pipettaggio intercambiabili
- possibilità di integrare accessori come shaker, magneti e gripper
Questo permette di configurare il sistema per molte applicazioni diverse, tra cui:
- preparazione librerie NGS
- PCR setup
- normalizzazione campioni
- serial dilution
- sample pooling
- estrazione di acidi nucleici
CyBio FeliX, un alleato per il laboratorio moderno
I laboratori di oggi devono affrontare una sfida sempre più complessa: produrre più dati, più velocemente, con standard qualitativi sempre più elevati.
In questo contesto, l’automazione non è più un lusso, ma uno strumento strategico per aumentare l’efficienza del laboratorio, migliorare la qualità dei dati, ridurre gli errori manuali e rendere i workflow scalabili.
Soluzioni compatte e versatili come CyBio FeliX permettono di automatizzare la library preparation e molte altre attività di laboratorio, rendendo i workflow NGS più efficienti, riproducibili e sostenibili nel tempo.
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