2025年3月28日
Alvaro Hernandez博士的工作异常繁忙。作为伊利诺伊大学香槟分校Roy J. Carver生物技术DNA服务中心的主任，他负责管理该核心设施的新一代测序（NGS）工作。鉴于香槟分校开展的生物医学、农业和环境研究影响力巨大，该实验室的业务范围也十分广泛。
Hernandez表示：“我们接收来自世界各地的各类植物样本，以及各种动物、细菌和真菌。只要是存在的生物，我们都会进行测序，每年大约要制备25,000个文库。”
为了完成如此庞大的测序工作，DNA服务中心配备了多台测序仪，包括两台NovaSeq™ 6000测序仪、一台NovaSeq™ X Plus测序仪、多台MiSeq™测序仪和iSeq™ 100测序仪，以及其他仪器。最近，该实验室对MiSeq™ i100 Plus测序仪进行了Beta测试，并最终决定采用这一新工具，以提高工作效率，更好地应对源源不断的测序需求。
昔日与今朝
Hernandez见证了基因组测序技术的飞速发展。2001年3月，他在香槟分校获得动物科学博士学位后，随即加入DNA服务中心工作。同月，国际人类基因组测序联盟发布了首个人类参考基因组。这标志着基因组学大门的彻底开启。
“人类基因组测序完成后，我们的研究人员就想对所有生物进行测序：猪的基因组、牛的基因组、蜜蜂的基因组，各种各样的基因组。”自2008年起担任DNA服务中心主任的Hernandez回忆道，“人们谈论新一代测序时，通常指人类DNA，但还有大量植物、动物和微生物的DNA有待我们去探索。”
在当时，没人能负担得起对整个基因组进行测序的费用，所以实验室从RNA转录本入手。Hernandez和他的同事将转录本转化为合成互补DNA，克隆后转染至细菌，培养菌落并筛选样本进行桑格测序。他们制备一个文库大约耗时一个月，完成1万个克隆测序则需整整一年。
如今，DNA服务中心已配备全套现代NGS设备，所以他们现在的工作流程已焕然一新。尽管如此，仍有众多生物有待测序，其中许多生物仍缺乏参考基因组。这支团队正致力于填补这些空白。
Hernandez表示：“除了本校和其他高校的研究人员外，还有许多私营企业和科研机构会送来样本要求进行基因组从头组装。这些研究大多致力于增强作物的抗旱性、耐盐性或抗虫性，或是寻找能促进农作物和牲畜生长的基因组特征。”
MiSeq™的发展历程
该实验室于2012年购入首台MiSeq™测序仪，自此这些设备便成为承担各类应用的可靠工具。
Hernandez表示：“MiSeq™在滴定测定、宏基因组群落测序以及支持定制扩增子方面始终发挥着关键作用。例如部分客户通过扩增子研究CRISPR基因组编辑，以识别靶向和非靶向效应。”
鉴于与因美纳的长期合作，DNA服务中心获得了抢先对新型MiSeq™ i100进行Beta测试的机会。“在其发布当日，我正与其他核心实验室主任在因美纳总部，他们当时正在征集Beta测试者，我立即抓住了这个机会。”
在本周早些时候于拉斯维加斯举办的2025年生物分子资源设施协会 会议上，Hernandez在以“核心实验室中的MiSeq™ i100：为何不早点出现？”为题的研讨会中分享了使用体验。
该实验室一直采用旧款MiSeq™测序仪进行文库平衡和质量控制，再通过NovaSeq™ 6000或NovaSeq™ X Plus完成测序。然而，由于这两类仪器在流动槽结构设计和平台化学技术原理上存在差异，实际操作中面临诸多技术挑战。而采用阵列式流动槽设计的MiSeq™ i100系列，则实现了文库质量控制的无缝衔接。
速度也是一大优势。Hernandez团队过去需要在旧款MiSeq™测序仪上通宵运行滴定实验。而如今MiSeq™ i100 Plus仅需4小时即可完成，实现每日双轮运行，大幅提升工作效率。
新仪器的易用性也给Hernandez留下了深刻印象。实验室有三台旧款MiSeq™测序仪，需要运行后清洗，每周和每月还得进行维护性清洗。而MiSeq™ i100系列无需运行后清洗和维护性清洗，既省时又省试剂。
“彻底无需清洗，完全零维护。”Hernandez强调，“完成测序后可直接进行下一轮操作。为技术人员节省大量时间。”
MiSeq™ i100系列的另一项改进是采用了室温试剂。这一特性在实验前期节省了时间，因为技术人员无需再花几个小时等待试剂解冻。同时，Hernandez无需再为实验室配备专用冷冻柜，有效释放了存储空间。
Hernandez亲自参与了Beta测试的工作，MiSeq™ i100 Plus的易用性让他赞不绝口。“我所要做的就是把文库放进卡盒，再把卡盒放进仪器，然后按下启动键，”他说。“整个过程从头到尾只需要15到20分钟。即使工作繁忙的实验室主任也能独立操作，这将节省大量人力时间。此外，这台仪器就像计算机一样。拆箱、放置、通电、开机，简单四步即可投入运行。搞定。”◆
