MultiNA II MCE-301 Microchip Electrophoresis System

Význam tématu

Microchipová kapilární elektroforéza představuje klíčovou technologii pro rychlou a přesnou analýzu nukleových kyselin v biologických a průmyslových laboratořích. Vzhledem k narůstajícím požadavkům na vysokou průchodnost, reprodukovatelnost a minimální spotřebu vzorku je implementace plně automatizovaných systémů, jako je MultiNA II MCE-301, zásadní pro zefektivnění rutinních a výzkumných aplikací od posouzení integrity RNA až po kontrolu kvality NGS knihoven.

Cíle a přehled studie / článku

Popis přináší komplexní přehled konstrukčních a aplikačních vlastností systému MultiNA II MCE-301 se zaměřením na:

• urychlení a zjednodušení workflow zpracování vzorků,
• zvýšení provozní efektivity díky automatizaci pipetáže, ředění i elektroforézy,
• rozšířenou sadu funkcí pro analýzu RNA integrity, mRNA směsí, NGS knihoven, DNA fingerprintingu a genotypizace.

Použitá metodika a instrumentace

Systém MultiNA II integruje několik kroků analýzy nukleových kyselin do jediné automatické procedury:

• automatické dávkování vzorků a reagencií, ředění až 20×,
• mikročipová elektroforéza se skleněným mikrokanálkem,
• fluorescenční detekce fragmentů,
• modul pro vyhodnocení integrity RNA (RII) s korelačním koeficientem ≥ 0,95 vůči referenčním metodám,
• softwarové nástroje pro srovnávací analýzu minulých dat, přeskupování gelových obrazů a automatickou tvorbu kalibračních křivek.

Použité reagentní sady:

• DNA-500, DNA-1000, DNA-12000, DNA-HS12000 (rozsahy 25–12 000 bp),
• RNA Kit (200–6 000 nt),
• vysokocitlivý kit pro koncentrace až 5 pg/µL.

Součástí jsou také microchip cleaning kit a hardware s rozměry 375×520×452 mm, hmotností 39 kg a napájením 100–240 V.

Hlavní výsledky a diskuse

Implementace MultiNA II přináší:

• zkrácení přípravy vzorku ze 130 na 10 minut díky plné automatizaci, možnost nočních běhů,
• integrovaná funkce automatického ředění až 48 vzorků a přidávání dalších 120 vzorků během analýzy,
• spolehlivá kvantifikace fragmentů s automatickým výpočtem koncentrace ng/µL a nmol/L,
• efektivní posouzení integrity RNA (RII) a směsí mRNA Cas9/EPO,
• jednoduchá detekce heteroduplexů pro screening mutací po genové editaci,
• analýza NGS knihoven s možností smear analýzy a vyhodnocení průměrné velikosti a koncentrace,
• DNA fingerprinting a genotypizace masných vzorků kombinací PCR-RFLP,
• snížení spotřeby energie a vody o 30–40 % oproti přechozím modelům.

Přínosy a praktické využití metody

Výsledný systém nabízí:

• koncepci „vlož a spusť“ s intuitivním softwarem vhodným pro rutinní i špičkové výzkumné účely,
• vysokou reprodukovatelnost bez ohledu na uživatelskou zkušenost,
• rozšiřitelnost pro budoucí aplikace v oblasti genomového screeningu, QC pro NGS a diagnostiku,
• úsporu pracovního času a zdrojů s minimální potřebou údržby.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj směřuje k propojení s digitálními technologiemi (M2M, IoT, AI), samo-diagnostice přístroje a plně autonomnímu provozu bez nutnosti zásahu operátora. Předpokládá se integrace cloudového ukládání dat, pokročilá analýza s využitím strojového učení a rozšíření modulů pro proteomiku či metabolomiku.

Závěr

MultiNA II MCE-301 představuje komplexní řešení pro automatizovanou microchipovou elektroforézu nukleových kyselin. Díky široké škále aplikací, vysoké efektivitě a spolehlivosti zvyšuje produktivitu laboratoří a podporuje rozvoj nových analytických metod v oblasti biologického výzkumu i průmyslové kontroly kvality.