ไม่มีการปนเปื้อนข้าม: เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับ Lab NGS

เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับเวิร์กโฟลว์ในห้องปฏิบัติการต้องส่งมอบสองสิ่งพร้อมกัน: การกระจายตัวของกรดนิวคลีอิกที่แม่นยําและความสมบูรณ์ของตัวอย่างที่แน่นอน การปนเปื้อนข้ามเป็นปัญหาที่ยากสําหรับห้องปฏิบัติการจัดลําดับอณูชีววิทยา เมื่อเขียนไลบรารีสําหรับการจัดลําดับรุ่นต่อไป (NGS) การตัดโครมาตินสําหรับ CHIP-Seq หรือสกัด DNA จากตัวอย่างทางคลินิกที่หายากแม้แต่กรดนิวคลีอิกแปลกปลอมในปริมาณเล็กน้อยก็สามารถทําลายแบบจําลองได้

ลําดับพลาสมิดที่ปนเปื้อนและจีโนมเวกเตอร์ที่หยุดชะงักใน

ตับหลังการบําบัดด้วยยีนไวรัสที่เกี่ยวข้องกับ adeno | เวชศาสตร์ธรรมชาติ

ความสําคัญของปัญหานี้ในเวิร์กโฟลว์ NGS

เทคโนโลยีการจัดลําดับยุคใหม่ได้ปฏิวัติการวิจัยด้านจีโนมิกส์และการวินิจฉัยทางคลินิก ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างรวดเร็วและความสามารถในการจัดลําดับได้ปฏิวัติวงการ แต่เทคโนโลยีสามารถทํางานได้อย่างง่ายดายกับ DNA ที่มาจากสถานที่ต่างๆ และความไวของเทคโนโลยีอาจเป็นทั้งด้านบวกและด้านลบ ด้วยเทคโนโลยี NGS แม้แต่กรดนิวคลีอิกในปริมาณเล็กน้อยก็สามารถให้ผลลัพธ์ที่เป็นบวกปลอม

ในปี 2025 การศึกษาที่ตีพิมพ์เกี่ยวกับโปรโตโตคอล PCR ที่แตกต่างกันสี่ตัวจากศูนย์ต่างๆ ในยุโรปได้เผยแพร่การศึกษาที่อ้างว่าตรวจพบลําดับของไวรัสตับอักเสบบีที่ครอบคลุมจีโนมระหว่าง 48 ถึง 100 เปอร์เซ็นต์ในตัวอย่างควบคุมเชิงลบของโปรโตโตคอลทั้งสี่ นี่ไม่ใช่ความผิดปกติทางสถิติ แต่เป็นความเสี่ยงเชิงระบบเนื่องจากการปนเปื้อนที่วิธีการเตรียมตัวอย่างแบบดั้งเดิมไม่สามารถกําจัดได้

มีหลายวิธีในการปนเปื้อนข้าม เช่น:

•ดีเอ็นเอแพร่กระจายไปในอากาศ: พลังงานอัลตราโซนิกบนภาชนะเปิดสามารถสร้างละอองดีเอ็นเอและรบกวนตัวอย่างที่อยู่ติดกัน

•ของเหลวตกค้างบนโพรบที่นํากลับมาใช้ใหม่ได้: เครื่อง sonicator ที่ใช้โพรบต้องการการเชื่อมต่อทางกายภาพทําให้การฆ่าเชื้อทั้งหมดระหว่างการวิ่งเป็นเรื่องที่ท้าทาย

•การจัดการเพลททําให้เกิดการกระเด็น: การถ่ายโอนด้วยตนเอง/อัตโนมัติอาจเป็นโอกาสในการเคลื่อนย้ายตัวอย่าง

•การเคลื่อนย้ายพื้นผิว: พื้นผิวการทํางาน/ส่วนประกอบเครื่องมือที่ทําความสะอาดไม่เพียงพอสามารถแพร่กระจายการปนเปื้อนไปสู่การทํางานในอนาคตได้

ความเสี่ยงเหล่านี้เพิ่มขึ้นในสถานที่ที่ต้องประมวลผลตัวอย่างหลายสิบหรือหลายร้อยตัวอย่างทุกวัน ผลที่ตามมาจะรุนแรงยิ่งขึ้นในสภาพแวดล้อมทางคลินิกที่การปนเปื้อนข้ามสามารถนํามาซึ่งการวินิจฉัยที่ผิดพลาดหรือเรียกร้องให้มีการเปลี่ยนแปลงการกระทําที่กําหนดของผู้ป่วย

ข้อจํากัดของวิธีการแบบดั้งเดิม

หนึ่งในเทคนิคที่รู้จักกันดีและดั้งเดิมสําหรับการกระจายตัวของ DNA และการหยุดชะงักของเซลล์คือการอัลตราโซนิกโดยใช้โพรบ ในเทคนิคนี้ ตัวอย่างจะถูกวางไว้ในภาชนะและปลายโพรบโลหะจะจมอยู่ใต้น้ํา

แม้ว่าวิธีนี้จะได้รับแรงฉุดอย่างมาก แต่ก็มีแนวโน้มที่จะทําให้เกิดการปนเปื้อนข้ามของโพรบตัวอย่าง ในระหว่างการประมวลผลตัวอย่างโพรบจะต้องสัมผัสกับตัวอย่างในภาชนะโดยตรง เพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนข้ามขณะดําเนินการ จะต้องจัดการกับการปนเปื้อนข้ามที่เกี่ยวข้องกับโพรบ มีความเป็นไปได้มากมายที่พลาดไประหว่างการประมวลผลตัวอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับตัวอย่างที่มีความหนืดหรือเกาะติดมากขึ้น ต้องจัดการกับการประมวลผลตัวอย่างโดยใช้โพรบช่วย ปลายโพรบที่สึกหรอสามารถหลุดอนุภาคและทําให้เกิดการปนเปื้อนข้ามของตัวอย่างได้

อัลตราโซนิกอ่างน้ํานําเสนอปัญหาที่แตกต่างกัน ตัวอย่างจะถูกวางไว้ในชั้นวางลอยน้ําภายในอ่างน้ําที่ใช้ร่วมกัน ในขณะที่โพรบไม่สัมผัสกับตัวอย่างโดยตรง แต่น้ําในอ่างจะไหลเวียนระหว่างภาชนะ เมื่อท่อรั่วหรือแตกระหว่างการแปรรูปเนื้อหาจะรั่วไหลลงไปในอ่าง เนื้อหาสามารถหมุนเวียนไปยังตัวอย่างที่อยู่ติดกันได้ กระบวนการนี้ทําให้ตรวจจับการปนเปื้อนข้ามได้ยาก เนื่องจากไม่มีการถ่ายโอนทางกายภาพหรือโดยตรงของวัสดุที่รั่วไหล

วิธีการอัลตราโซนิกโฟกัสแก้ปัญหา

เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับเวิร์กโฟลว์ในห้องปฏิบัติการโดยใช้เทคโนโลยีอัลตราซาวนด์แบบโฟกัสจะเปลี่ยนกระบวนทัศน์ของการปนเปื้อน หลักการนั้นเรียบง่าย แต่ทรงพลัง: มีหน้าสัมผัสอัลตราโซนิกจากแหล่งภายนอก แต่การสัมผัสจะผ่านตัวกลางของของเหลวและตรงไปยังภาชนะบรรจุตัวอย่าง ตัวอย่างบรรจุอยู่ในภาชนะ/หลอดแบบใช้ครั้งเดียวที่ปิดสนิทในระหว่างรอบการประมวลผล

เครื่องอัลตราโซนิกโฟกัส BoFU-1600 ของ Longlight Technology ได้รับการออกแบบตามกระบวนทัศน์การประมวลผลแบบไม่สัมผัสนี้ เครื่องมือนี้ใช้พลังงานเสียงที่โฟกัสเพื่อรวมคลื่นเสียงความถี่สูงความยาวคลื่นสั้นลงบนโซนตัวอย่างโดยตรง เนื่องจากไม่มีโพรบเพื่อสัมผัสกับตัวอย่างและไม่มีน้ําอาบน้ําที่ใช้ร่วมกันเพื่อหมุนเวียนระหว่างท่อเวกเตอร์การปนเปื้อนจึงถูกกําจัดก่อนที่จะเกิดขึ้น

นี่คือวิธีการประมวลผลแบบไม่สัมผัสให้ผลลัพธ์ที่สะอาดและเชื่อถือได้มากขึ้น:

•ความสมบูรณ์ของภาชนะปิด: ตัวอย่างยังคงอยู่ในหลอดหมุนเหวี่ยงที่ปิดสนิทตั้งแต่ต้นจนจบ ไม่มีทางเดินให้ DNA แปลกปลอมเข้าสู่ภาชนะปฏิกิริยา

•ไม่มีการสร้างละอองลอย: เนื่องจากท่อยังคงปิดสนิทโพรงอากาศอัลตราโซนิกจึงเกิดขึ้นภายในสภาพแวดล้อมที่ปิด ไม่มีละอองละอองลอยหลุดออกมา เพื่อให้มั่นใจว่าตัวอย่างหรือพื้นผิวที่อยู่ติดกันจะไม่ปนเปื้อน

•ไม่มีการยกยอดที่เกี่ยวข้องกับโพรบ ไม่มีการเคลื่อนย้ายวัสดุโพรบเนื่องจากไม่มีโพรบให้ทําความสะอาด/ฆ่าเชื้อ

ไม่ถูกแตะต้องระหว่างการวิ่งและแต่ละตัวอย่างในหลอดแยกต่างหากไม่มีวัสดุที่เคลื่อนย้าย

เครื่องอัลตราโซนิกที่เน้น Covaris S220 ยังใช้เทคโนโลยีที่ไม่สร้างละอองลอยและไม่เกี่ยวข้องกับการประมวลผลแบบสัมผัสเพื่อป้องกันการปนเปื้อน แพลตฟอร์มเวิร์กโฟลว์อัตโนมัติชั้นนําของ NGS กําลังรวมอัลตราโซนิกที่มุ่งเน้นลดขั้นตอนการตัดได้ถึง 80% ลดเวลาในการเตรียมไลบรารี NGS ลง 30% และลดความเสี่ยงของการปนเปื้อน

แนวทางปฏิบัติเพื่อตอบสนองความต้องการของห้องปฏิบัติการร่วมสมัย

BoFU-1600 ได้รับการพัฒนาโดยใช้เทคโนโลยีที่ตรงกับความเป็นจริงของห้องปฏิบัติการจีโนมร่วมสมัย ระบบนี้ประกอบด้วยโหมดการประมวลผลฟรี ซึ่งช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถตั้งค่าพารามิเตอร์การประมวลผลได้อย่างอิสระสําหรับแต่ละตัวอย่างได้มากถึงสิบหกตัวอย่าง และโหมดการประมวลผลแบบแบทช์ ซึ่งช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถประมวลผลตัวอย่างที่เหมือนกันได้ด้วยการดําเนินการเพียงครั้งเดียว

ระบบควบคุมอุณหภูมิที่มีความแม่นยําสูงที่คงไว้ตลอดการอัลตราโซนิกตัวอย่างช่วยลดความเสี่ยงของสิ่งประดิษฐ์ที่เกิดขึ้นในพื้นผิวที่สุ่มตัวอย่างเนื่องจากปัจจัยควบคุมความร้อน การเปลี่ยนแปลงอย่างมากที่เกิดจากความร้อนสามารถสร้างภาพลวงตาของความแปรปรวนหรือแม้แต่สัญญาณที่แท้จริง และนําไปสู่ความสับสนของสัญญาณที่นักวิจัยกําลังมองหาในที่สุด สิ่งประดิษฐ์เหล่านี้สามารถนํานักวิจัยไปสู่ทางตันของการวิจัยที่มีค่าใช้จ่ายสูงและใช้เวลานาน

เครื่องดนตรีเงียบโดยไม่ต้องใช้ฉนวนกันเสียง และมีระบบปฏิบัติการในตัวเพื่อทํางานโดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องใช้คอมพิวเตอร์ภายนอก คุณสมบัติอื่นๆ ได้แก่ การระบายน้ําแบบพาสซีฟพร้อมการตรวจสอบระดับน้ําเพื่อป้องกันน้ําล้น การจัดเก็บข้อมูล ณ เวลาที่ต้องการจะช่วยในกระบวนการ QC และการตรวจสอบและการย้ายวิธีการข้ามไซต์/ห้องปฏิบัติการ

ตอบสนองความต้องการของตลาด

การเติบโตต่อปีแบบทบต้น (CAGR) ตั้งแต่ปี 2025 ถึง 2031 ของเครื่องอัลตราโซนิกที่มุ่งเน้นทั่วโลกสําหรับตลาดการตัด DNA คือ 5.5 เปอร์เซ็นต์ ยอดขายที่คาดการณ์ไว้สําหรับเครื่องอัลตราโซนิกที่มุ่งเน้นสําหรับตลาดการตัด DNA คาดว่าจะอยู่ที่ 530 และ 731 ล้านเหรียญสหรัฐในปี 2025 และ 2031 ตามลําดับ นี่เป็นตัวบ่งชี้ถึงอุตสาหกรรมและชุมชนว่าวิธีการเตรียมตัวอย่างของการเตรียมตัวอย่างแบบดั้งเดิมนั้นล้าสมัยและไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการทําซ้ําและมาตรฐานของจีโนมิกส์ การควบคุมการปนเปื้อนเป็นมาตรฐานสําหรับเครื่องอัลตราโซนิกดังนั้นความจําเป็นในการทําซ้ําความแม่นยําและการแพร่กระจายของการติดเชื้อเทคโนโลยีดีเอ็นเอตัดฟรีคาดว่าจะเติบโตขึ้นเมื่อจีโนมการแพทย์ที่แม่นยําและชีววิทยาสังเคราะห์แพร่กระจาย

คําปิด

เครื่องอัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการมีอัตรากําไรที่สูงขึ้นดังนั้นจึงเป็นประโยชน์ต่อห้องปฏิบัติการจีโนมิกส์เนื่องจากช่วยในการปนเปื้อนข้ามตัวอย่าง อัลตราโซนิกแบบไม่สัมผัสจะจัดการกับการปนเปื้อนที่แหล่งที่มาโดยการปิดผนึกตัวอย่างกําจัดการสร้างละอองลอยและกําจัดเส้นทางการสัมผัสทางกายภาพทั้งหมด BoFU-1600 ของ Longlight Technology มอบความสามารถนี้ในเครื่องมือขนาดกะทัดรัด เงียบ และใช้งานง่าย ซึ่งรวมเข้ากับการเตรียมไลบรารี NGS การตัดโครมาติน การสลายจุลินทรีย์ และโปรโตคอลการสกัดกรดนิวคลีอิก FFPE ได้อย่างราบรื่น

เมื่อการปนเปื้อนถูกลบออกจากสมการผลการทดลองจะกลายเป็นสิ่งที่ควรจะเป็นเสมอ: การสะท้อนที่ถูกต้องของชีววิทยาที่คุณกําลังศึกษาไม่ใช่สิ่งประดิษฐ์ของวิธีการเตรียมตัวอย่างของคุณ

คำถามที่ถามบ่อย

ถาม: เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับห้องปฏิบัติการสามารถป้องกันการปนเปื้อนข้ามได้อย่างไร

ตอบ: ใช้อัลตราซาวนด์แบบโฟกัสแบบไม่สัมผัส หลอดแบบใช้ครั้งเดียวแบบปิดผนึกใช้สําหรับตัวอย่าง ซึ่งช่วยลดการสัมผัสโพรบ ป้องกันละอองลอย และกําจัดน้ําอาบน้ําที่ใช้ร่วมกัน

ถาม: สามารถใช้ BoFU-1600 กับชุดเตรียมห้องสมุด NGS ที่มีอยู่แล้วในตลาดได้หรือไม่

ตอบ: แน่นอน สามารถผลิตชิ้นส่วนดีเอ็นเอได้ในช่วงประมาณ 150 bp ถึง 5 kb

ถาม: ในการเรียกใช้ BoFU-1600 ฉันจําเป็นต้องใช้คอมพิวเตอร์ภายนอกหรือไม่

ตอบ: ไม่แน่นอน อุปกรณ์นี้มีคอมพิวเตอร์ในตัวและให้พื้นที่ว่างบนม้านั่งมากขึ้นและมีกรณีการใช้งานที่ตรงไปตรงมามากขึ้น

ถาม: เป็นไปได้ไหมที่จะเรียกใช้การทํางานเดียวกันกับประเภทตัวอย่างที่แตกต่างกัน

ตอบ: แน่นอน โหมดการประมวลผลฟรีช่วยให้คุณประมวลผลตัวอย่างได้ 1 ถึง 16 ตัวอย่างด้วยพารามิเตอร์อัลตราซาวนด์ที่แตกต่างกันสําหรับแต่ละตัวอย่าง และยังยืดหยุ่นสําหรับตัวอย่างประเภทต่างๆ

ถาม: กระบวนการควบคุมอุณหภูมิของเครื่อง sonicator คืออะไร?

ตอบ: มีระบบย่อยเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่มีความไวสูง