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分子也能剪?能!就有這么一把“剪刀”——新芝超聲波DNA打斷儀

隨著下一代測序(Next-generation sequencingNGS)技術的發展與成熟,在科研、診斷、體檢各市場領域應用范圍不斷擴大。如今,隨著市場不斷發展,測序技術自身開發速度卻逐漸放緩,樣品制備在NGS中的瓶頸效應越來越明顯,以縮短時間提高通量為主要目標的新試劑、新儀器不斷涌現。同時,聚焦于樣本的更小處理體積的新方法也在不斷開發,但NGS文庫構建的過程中,DNA片段化始終是一個無法避開的步驟


▲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片段有利于進行DNA分子快速雜交和高靈敏目標檢測,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分子結構形態

Molecularstructure and morphology of DNA


超聲打斷基于水動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,產生無數的高壓點和低壓點,伴隨產生的空化泡存在幾毫秒又因壓力變化而爆破,在這個過程中液體內形成瞬時高強度剪切力,這種作用力可以破碎細胞、影響蛋白質和剪切DNA在此特別推薦新芝生物的一款特色產品: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12個樣品,是染色質免疫共沉淀(Chromatin Immunoprecipitation,ChIP)和DNA剪切研究平臺的標準化工具。



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

樣品零污染:非接觸式封閉破碎,降低污染風險

處理效率高:單次可處理12個樣品,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,恒溫打斷防止ChIP實驗中蛋白質變性


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)下進行處理以獲得均質溶液;


02
.細胞破碎

對獲得的均質溶液,一般使用超聲細胞破碎機(例如為SCIENTZ-IID)或高壓細胞破碎機(例如JG-IA)進行處理,特殊樣品可配置冰浴環境,以獲得含有細胞內容物的溶液;


03
.溶液離心

對細胞破碎后的溶液進行冷凍離心(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 mL0.5 mEP管,于適配器中旋緊螺母進行固定;

4.2將適配器置于水浴環境中,開啟配套冷水機,設置溫度為6

4.3待溫度降至設定溫度時,設定DNA打斷參數(如超聲開20 s,超聲關25 s,功率300 W,超聲總時間30 min),啟動打斷程序;

4.4完成打斷后,取下DNA樣品低溫保存防止降解,用于進一步研究。




▲大腸桿菌DNA打斷效果


▲DNA濃度為50ng/uL的打斷效果




結語

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


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