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从原理入手,说清Miseq文库浓度换算方法

 微微悦明 2023-02-13 发布于北京

华丽的外表千篇一律,有趣的事情取其一例,笔者今天撰写的事情是关于Miseq上机文库怎样稀释均一化的方法,也就是把我们建库实验操作所得到的ng/ul的文库,转化为满足Miseq测序仪上机要求nmol浓度的方法。

至于我们为什么要去把ng/ul的浓度转化为nmol呢,当然是为了配合Miseq测序仪的需求啦~

首先讨论下,为什么我们要用数量单位(nmol)去均一化文库,而不是用质量单位(ng/ul)呢?

数量单位,比如拷贝数,摩尔浓度等,指的是分子的个数。

质量单位,比如ng/ul,指的是一定体积里分子的质量。

从illumina的测序原理上看,其测序芯片上预制了很多小抓手(芯片接头)去连接文库。如果说我们加入的文库数量太多,将芯片上的小抓手全部占满并且溢出的情况,则会出现信号叠加曝光过度的现象,也可以简单的理解为信号太密了,彼此间互相影响,无法采集信号,造成测序失败。这当然是我们不希望的。

因此,我们上机前在保证文库质量的前提下还需要做好文库的均一化,控制上机文库片段的数量。简而言之,先控制质量,再控制数量,两者缺一不可。

不同测序仪对上机的文库数量要求不一样。

如Miseq,最终上机数量要求6pM到20pM。

如果我们超过这个数量,加载的数量太大,测序仪对于文库的初始浓度负载量太大,就会出现芯片爆掉获取不了测序数据的情况。为保证我们的上机文库在这个范围内,我们需要先把文库的浓度稀释到4nM

这里就涉及到文库浓度 到 文库数量的换算了。这个换算真的挺复杂的,笔者一度特别的迷糊,现在跟大家解释一下,希望能让大家不那么迷糊。

具体怎么换算呢?

原则上,摩尔浓度=质量浓度/分子量

这里,一个碱基的平均分子量按1mol 660g左右计算,换言之每摩尔(6.02*10的23次方)的碱基对约为660克。基于Qubit定量结果按照下方公式进行换算,注意这里qubit得到的单位是ng/ul,换算成的结果单位是nmol哦

换算文库摩尔浓度的公式:

注:660是DNA中每个bp的平均分子量

举例:

2.44ng/ul(文库浓度)/(660g/mol*400bp(预估文库长度))*1000000=9.24nM(文库摩尔)

根据计算结果,下面我们就可以开始用10mM的Tris-HCL(PH8.5)来稀释啦。

具体的稀释实操过程中,我们换算成目标摩尔浓度有2种计算公式,可供选择:

A.第一种方式是固定文库体积,计算取稀释文库溶液的体积,这种方式只适合单管稀释,不适合混管一起稀释。  

文库摩尔数*取文库体积/目标文库浓度-取文库体积=取水体积

例如:

文库体积:5ul

计算所得取水体积:9.24*5/4-5=6.6ul

单管总体:11.6ul,再从中取5ul,与其他文库混合。

B.第二种方式是不固定文库体积,固定总体积。这种方式既适合单管稀释(如:红色方框标记),也适合多个样本混管一起稀释,取水体积求和,文库全部加到一支离心管中(如:绿色框标记)。

例如:

计算取文库体积:4*40/9.24=17.32

计算取水体积:40-17.32=22.68

表中4个样本可加到一个总管中,最终总体积160ul。

以上两种方法可根据需要,二选一进行即可。最终的目标是一致的,都是为了获得4nM的均一化的文库。我们日常工作中多采用B方式做均一化。

以上均一化工作完成后,安全起见,我们可以再做一次复核Qubit,从经验上看,最后稀释或混合好的4nm文库用Qubit定量浓度大约范围在1~2ng/ul左右就可以啦。如过高或过低,有可能计算或操作有误,建议复查。

在换算到4nM后,我们还需要在上机前将文库变性再做进一步的稀释到20pM,这里就可以按照上机操作说明进行,不做详述啦。

大家感兴趣去看我们前贴《Miseq二代测序仪上机操作指南(图文版)

《3分钟学会Miseq测序仪上机操作实验

好啦~关于文库均一化的2种计算方式总结完了,大家具体用哪种方式就看各位小仙友们了,希望能给使用到的友友们带来方便~

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