隨著下一代測序(Next-generation sequencing，NGS)技術(shù)的發(fā)展與成熟，在科研、診斷、體檢各市場領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。如今，隨著市場不斷發(fā)展，測序技術(shù)自身開發(fā)速度卻逐漸放緩，樣品制備在NGS中的瓶頸效應(yīng)越來越明顯，以縮短時(shí)間、提高通量為主要目標(biāo)的新試劑、新儀器不斷涌現(xiàn)。同時(shí)，聚焦于樣本的更小處理體積的新方法也在不斷開發(fā)，但在NGS文庫構(gòu)建的過程中，DNA片段化始終是一個(gè)無法避開的步驟。

▲NGS高通量測序基本流程Basicprocess for high-throughput sequencing NGS

　　對長鏈DNA(通常指生物染色體DNA)片段化的主要原因是短鏈DNA片段有利于進(jìn)行DNA分子快速雜交和高靈敏目標(biāo)檢測，可顯著提升測序效率。目前，常用的染色體脫氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid， DNA)分子片段化方法主要有四種，分別為：DNA限制性酶切法、水動(dòng)力剪切法、超聲波斷裂法、噴射霧化法，四種方法各有利弊。

▲DNA分子結(jié)構(gòu)形態(tài)Molecularstructure and morphology of DNA

　　超聲打斷基于水動(dòng)力剪切法和超聲波斷裂法，是最常見的DNA片段化方式。其原理為：液體在高頻率的脈沖作用下，產(chǎn)生無數(shù)的高壓點(diǎn)和低壓點(diǎn)，伴隨產(chǎn)生的空化泡存在幾毫秒又因壓力變化而爆破，在這個(gè)過程中液體內(nèi)形成瞬時(shí)高強(qiáng)度剪切力，這種作用力可以破碎細(xì)胞、影響蛋白質(zhì)和剪切DNA。在此特別推薦新芝生物的一款特色產(chǎn)品：SCIENTZ18-A超聲波DNA打斷儀，采用非接觸式的工作方式，單次最高處理量可達(dá)12個(gè)樣品，是染色質(zhì)免疫共沉淀(Chromatin Immunoprecipitation，ChIP)和DNA剪切研究平臺的標(biāo)準(zhǔn)化工具。

產(chǎn)品優(yōu)勢

超聲波DNA打斷儀是將DNA暴露于均勻的超聲體系中進(jìn)行無偏剪切，從而產(chǎn)生的大量均勻大小的雙鏈DNA，具有以下優(yōu)勢：

樣品零污染：非接觸式封閉破碎，降低污染風(fēng)險(xiǎn)

處理效率高：單次可處理12個(gè)樣品，處理速度快

無差別打斷：DNA片段集中無偏好

等溫處理：配備冷水機(jī)，恒溫打斷防止ChIP實(shí)驗(yàn)中蛋白質(zhì)變性

使用流程

01.樣品前處理

使用高速分散器(例如XHF-DY)或研磨器(例如SCIENTZ-12或DY89-II)將生物樣品于冰浴條件(例如XB-70)下進(jìn)行處理以獲得均質(zhì)溶液;

02.細(xì)胞破碎

對獲得的均質(zhì)溶液，一般使用超聲細(xì)胞破碎機(jī)(例如為SCIENTZ-IID)或高壓細(xì)胞破碎機(jī)(例如JG-IA)進(jìn)行處理，特殊樣品可配置冰浴環(huán)境，以獲得含有細(xì)胞內(nèi)容物的溶液;

03.溶液離心

對細(xì)胞破碎后的溶液進(jìn)行冷凍離心(例如HSC-2015L)，取上清液備用;

04.DNA打斷

4.1將破碎后溶液放置于0.2 mL或0.5 mL EP管，于適配器中旋緊螺母進(jìn)行固定;

4.2將適配器置于水浴環(huán)境中，開啟配套冷水機(jī)，設(shè)置溫度為6℃;

4.3待溫度降至設(shè)定溫度時(shí)，設(shè)定DNA打斷參數(shù)(如超聲開20 s，超聲關(guān)25 s，功率300 W，超聲總時(shí)間30 min)，啟動(dòng)打斷程序;

4.4完成打斷后，取下DNA樣品低溫保存防止降解，用于進(jìn)一步研究。

應(yīng)用案例

▲大腸桿菌DNA打斷效果

▲DNA濃度為50ng/uL的打斷效果

結(jié)語

　　SCIENTZ18-A超聲波DNA打斷儀采用恒溫、非接觸的方式對樣品進(jìn)行打斷、勻漿和混合，具有無菌操作、無損作業(yè)、微量打斷的特點(diǎn)，同時(shí)處理多個(gè)樣品可完美適配二代測序，適用于多類生物樣品，是ChIP和DNA剪切研究平臺的重要工具。