手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號(hào)：chem17
掃碼關(guān)注視頻號(hào)
加長(zhǎng)超聲波破碎儀在高通量測(cè)序中的應(yīng)用
加長(zhǎng)超聲波破碎儀是高通量測(cè)序（NGS）樣本前處理的核心設(shè)備，核心作用是對(duì)基因組DNA/RNA、游離核酸（cfDNA/cfRNA）、質(zhì)粒DNA等核酸樣本進(jìn)行精準(zhǔn)、均一的片段化，適配NGS對(duì)核酸片段長(zhǎng)度的嚴(yán)格要求（如建庫(kù)常用150~500bp）；而“加長(zhǎng)”設(shè)計(jì)（加長(zhǎng)型超聲探頭/加長(zhǎng)樣品處理位）進(jìn)一步解決了常規(guī)超聲破碎儀處理量小、批次差異大、樣本易污染的痛點(diǎn)，適配高通量測(cè)序樣本量大、自動(dòng)化/半自動(dòng)化、結(jié)果可重復(fù)的實(shí)驗(yàn)需求，主要應(yīng)用于NGS全流程的核酸片段化環(huán)節(jié)，覆蓋基因組測(cè)序、轉(zhuǎn)錄組測(cè)序、單細(xì)胞測(cè)序等主流測(cè)序方向，同時(shí)適配臨床檢測(cè)、科研測(cè)序的不同應(yīng)用場(chǎng)景，以下是具體應(yīng)用細(xì)節(jié)和核心優(yōu)勢(shì)：
一、核心應(yīng)用場(chǎng)景：覆蓋高通量測(cè)序全類型核酸建庫(kù)前片段化
NGS建庫(kù)的關(guān)鍵前提是將完整的核酸分子破碎為長(zhǎng)度均一、符合建庫(kù)要求的短片段，加長(zhǎng)超聲波破碎儀憑借可控的超聲能量、加長(zhǎng)型探頭的適配性、可批量處理的特點(diǎn)，成為各類核酸樣本片段化的設(shè)備，不同測(cè)序方向的應(yīng)用要求如下：
1.基因組DNA（gDNA）片段化——適配全基因組測(cè)序（WGS）、外顯子測(cè)序（WES）
應(yīng)用需求：將大分子量的基因組DNA（數(shù)kb至數(shù)十kb）破碎為200~400bp的短片段（常規(guī)文庫(kù)），或800~1500bp的長(zhǎng)片段（Mate-pair文庫(kù)），要求片段長(zhǎng)度分布窄、無(wú)過(guò)度破碎；
加長(zhǎng)款適配性：加長(zhǎng)超聲探頭可深入深孔板、離心管架等批量樣品容器，一次性處理96孔/384孔板的gDNA樣本，替代常規(guī)探頭的單管處理，大幅提升處理效率，適配WGS/WES一次上樣數(shù)十至數(shù)百個(gè)樣本的高通量需求；
適用樣本：人/動(dòng)物/植物組織gDNA、細(xì)胞系gDNA、微生物基因組DNA，尤其適合臨床腫瘤組織、石蠟包埋組織（FFPE）提取的低質(zhì)量gDNA的溫和片段化。
2.游離核酸（cfDNA/cfRNA）片段化——適配液體活檢無(wú)創(chuàng)測(cè)序
應(yīng)用需求：外周血、胸腔積液、腦脊液中的cfDNA本身為短片段（約166bp），但部分樣本濃度低、片段分布不均，需輕度超聲整段使其長(zhǎng)度均一，或?qū)Ω患蟮腸fDNA進(jìn)行精準(zhǔn)截短，適配無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前檢測(cè)（NIPT）、腫瘤早篩（ctDNA測(cè)序）的建庫(kù)要求；
加長(zhǎng)款適配性：加長(zhǎng)探頭的低能量精準(zhǔn)超聲模式，可避免對(duì)微量cfDNA的過(guò)度破碎，同時(shí)加長(zhǎng)型樣品位可適配微量離心管批量架，處理臨床液體活檢的大量樣本，且超聲過(guò)程中樣本損耗少，適配cfDNA微量的特點(diǎn)。
3.RNA/lncRNA/circRNA片段化——適配轉(zhuǎn)錄組測(cè)序（RNA-seq）、小RNA測(cè)序
應(yīng)用需求：將總RNA、mRNA或長(zhǎng)鏈非編碼RNA破碎為150~300bp的RNA片段，用于構(gòu)建鏈特異性cDNA文庫(kù)，要求超聲過(guò)程中減少RNA降解（全程無(wú)酶、低溫）；
加長(zhǎng)款適配性：加長(zhǎng)超聲波破碎儀搭配低溫控溫模塊（樣品槽冰浴/恒溫），加長(zhǎng)探頭可在低溫環(huán)境下批量處理RNA樣本，避免常規(guī)操作中反復(fù)移液導(dǎo)致的RNA降解，同時(shí)適配96孔板的RNA樣本批量片段化，提升轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的樣本處理效率。
4.質(zhì)粒DNA/噬菌體DNA片段化——適配質(zhì)粒測(cè)序、宏基因組測(cè)序
應(yīng)用需求：將環(huán)狀質(zhì)粒DNA、噬菌體DNA破碎為線性短片段（200~500bp），用于質(zhì)粒測(cè)序驗(yàn)證、宏基因組中微生物游離DNA的建庫(kù)；
加長(zhǎng)款適配性：加長(zhǎng)探頭的聚焦超聲能量可精準(zhǔn)打破環(huán)狀DNA的磷酸二酯鍵，且批量處理能力適配宏基因組測(cè)序中環(huán)境樣本（土壤、水體）、臨床樣本（糞便、唾液）多樣本并行的需求。
5.單細(xì)胞測(cè)序樣本的微量核酸片段化
應(yīng)用需求：?jiǎn)渭?xì)胞測(cè)序中，單個(gè)細(xì)胞提取的核酸量極微（pg級(jí)），需超微量、低損耗的超聲片段化，避免核酸損失導(dǎo)致建庫(kù)失敗；
加長(zhǎng)款適配性：加長(zhǎng)超細(xì)探頭可深入單細(xì)胞測(cè)序?qū)Ｓ梦⒘抗?，超聲能量精?zhǔn)可控，且加長(zhǎng)樣品位可批量處理單細(xì)胞分選后的96孔/384孔板樣本，兼顧微量處理和高通量需求。
二、在高通量測(cè)序中的核心適配優(yōu)勢(shì)（加長(zhǎng)款vs常規(guī)超聲破碎儀）
常規(guī)超聲波破碎儀多為單管/少量管處理，探頭短、適配性差，難以滿足NGS高通量、低批次差、低污染的要求，而加長(zhǎng)設(shè)計(jì)結(jié)合超聲技術(shù)優(yōu)化，恰好解決這些痛點(diǎn)，也是其在NGS中廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵：
高通量批量處理，匹配NGS樣本規(guī)模
加長(zhǎng)型超聲探頭/加長(zhǎng)樣品處理位可適配96孔板、384孔板、深孔板、批量離心管架，單次可處理數(shù)十至數(shù)百個(gè)樣本，替代常規(guī)探頭的單管操作，處理效率提升10~50倍，適配科研測(cè)序（一次上樣百級(jí)樣本）、臨床檢測(cè)（醫(yī)院/檢驗(yàn)所每日數(shù)十至百例檢測(cè)樣本）的高通量需求。
超聲能量均勻，片段長(zhǎng)度均一性高，降低建庫(kù)偏差
加長(zhǎng)探頭的超聲能量聚焦設(shè)計(jì)+360°超聲，可保證同批次、不同孔位的樣本破碎效果一致，片段長(zhǎng)度分布CV值＜15%（建庫(kù)合格標(biāo)準(zhǔn)），避免常規(guī)設(shè)備因能量不均導(dǎo)致的片段過(guò)長(zhǎng)/過(guò)短，減少建庫(kù)過(guò)程中的文庫(kù)偏好性，提升測(cè)序數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。
低溫適配+低損耗，保護(hù)微量/易降解核酸
加長(zhǎng)超聲波破碎儀多集成低溫恒溫樣品槽（0~4℃），加長(zhǎng)探頭可在冰浴環(huán)境下直接對(duì)樣本進(jìn)行超聲，全程無(wú)需反復(fù)取出樣本，避免RNA、cfDNA等易降解核酸的降解；同時(shí)探頭與樣本的接觸方式優(yōu)化，核酸損耗率＜5%，適配cfDNA、單細(xì)胞核酸等微量樣本的處理。
防污染設(shè)計(jì)，適配臨床NGS的無(wú)菌要求
加長(zhǎng)探頭多采用可高溫滅菌、一次性無(wú)菌護(hù)套設(shè)計(jì)，避免不同樣本間的交叉污染；同時(shí)加長(zhǎng)樣品位為封閉/半封閉結(jié)構(gòu)，減少實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的核酸酶、外源性核酸污染，符合臨床高通量測(cè)序的實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制（LQC）要求（如CAP、CNAS認(rèn)證）。
參數(shù)精準(zhǔn)可控，適配不同建庫(kù)片段要求
設(shè)備可精準(zhǔn)調(diào)節(jié)超聲功率（1~100%）、超聲時(shí)間（0.1s~600s）、占空比（10~90%），結(jié)合加長(zhǎng)探頭的能量傳導(dǎo)特性，可實(shí)現(xiàn)100bp~2000bp的核酸片段化精準(zhǔn)調(diào)控，適配不同測(cè)序文庫(kù)（常規(guī)短片段、長(zhǎng)片段Mate-pair、單細(xì)胞文庫(kù)）的片段長(zhǎng)度要求。
自動(dòng)化/半自動(dòng)化兼容，減少人工誤差
加長(zhǎng)超聲波破碎儀可與NGS樣本前處理的自動(dòng)化移液工作站、核酸提取儀聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“核酸提取-超聲片段化-純化”的自動(dòng)化流程，減少人工移液、操作帶來(lái)的誤差，同時(shí)降低實(shí)驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，適配規(guī)?；疦GS測(cè)序平臺(tái)的自動(dòng)化需求。
三、配套應(yīng)用要求：保證NGS片段化效果的關(guān)鍵操作
加長(zhǎng)超聲波破碎儀在NGS核酸片段化中的應(yīng)用，需配合標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)操作，才能保證破碎效果，核心配套要求如下：
樣本前處理：核酸樣本需純化至OD260/280=1.8~2.1，無(wú)蛋白、酚、鹽離子污染，避免污染物吸收超聲能量，導(dǎo)致片段化不均；
樣本濃度控制：gDNA樣本濃度建議50~200ng/μL，cfDNA/單細(xì)胞核酸濃度建議1~10ng/μL，濃度過(guò)高易導(dǎo)致過(guò)度破碎，過(guò)低則超聲效率低；
低溫操作：全程在0~4℃下進(jìn)行（冰浴/設(shè)備恒溫），RNA樣本需加入RNase抑制劑，防止核酸降解；
探頭校準(zhǔn)：每次實(shí)驗(yàn)前對(duì)加長(zhǎng)探頭進(jìn)行能量校準(zhǔn)，用標(biāo)準(zhǔn)DNA樣本驗(yàn)證片段化長(zhǎng)度，保證參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性；
防氣泡：超聲過(guò)程中避免樣本產(chǎn)生氣泡，氣泡會(huì)散射超聲能量，導(dǎo)致局部片段化不均，可通過(guò)低速離心、樣品管加蓋解決；
后續(xù)純化：超聲片段化后的核酸需用磁珠/柱式純化，去除破碎產(chǎn)生的小片段核酸（＜100bp），保證文庫(kù)片段長(zhǎng)度均一。
四、行業(yè)應(yīng)用落地：科研測(cè)序平臺(tái)+臨床NGS檢測(cè)機(jī)構(gòu)
科研院所/高校測(cè)序平臺(tái)：用于動(dòng)植物基因組測(cè)序、微生物宏基因組測(cè)序、轉(zhuǎn)錄組測(cè)序等大樣本量研究，加長(zhǎng)款的高通量處理能力可大幅縮短樣本前處理時(shí)間，提升測(cè)序效率；
第三方測(cè)序公司：如華大基因、諾禾致源等，處理客戶的百級(jí)、千級(jí)樣本測(cè)序訂單，加長(zhǎng)超聲波破碎儀作為標(biāo)準(zhǔn)化前處理設(shè)備，保證不同批次樣本的破碎效果一致，提升測(cè)序服務(wù)質(zhì)量；
臨床檢驗(yàn)所/醫(yī)院病理科：用于腫瘤早篩（ctDNA測(cè)序）、無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前檢測(cè)（NIPT）、腫瘤個(gè)體化用藥指導(dǎo)（靶向基因測(cè)序）等臨床檢測(cè)，加長(zhǎng)款的防污染、低損耗、批量處理特點(diǎn)，符合臨床檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、高通量要求；
生物制藥企業(yè)：用于疫苗研發(fā)、基因治療載體（AAV、慢病毒）的核酸測(cè)序前處理，對(duì)質(zhì)粒DNA、病毒基因組核酸進(jìn)行精準(zhǔn)片段化，保證測(cè)序結(jié)果的準(zhǔn)確性，支撐藥物研發(fā)。
總結(jié)
加長(zhǎng)超聲波破碎儀通過(guò)加長(zhǎng)型探頭/樣品位的結(jié)構(gòu)優(yōu)化+超聲能量的精準(zhǔn)調(diào)控，成為高通量測(cè)序核酸片段化環(huán)節(jié)的核心標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備，其核心價(jià)值是解決了常規(guī)超聲破碎儀高通量處理難、批次差異大、微量樣本損耗高的問(wèn)題，匹配NGS對(duì)樣本處理高通量、均一性、可重復(fù)性的核心要求；同時(shí)其適配自動(dòng)化、低溫操作、防污染的特點(diǎn)，既支撐了科研領(lǐng)域大樣本量測(cè)序研究，也滿足了臨床NGS檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化要求，是高通量測(cè)序樣本前處理中不可替代的關(guān)鍵設(shè)備，且隨著NGS向單細(xì)胞、空間轉(zhuǎn)錄組、液體活檢等精準(zhǔn)方向發(fā)展，加長(zhǎng)超聲波破碎儀的低能量、超微量、超高通量適配性會(huì)成為更核心的應(yīng)用需求。
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來(lái)源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
采購(gòu)中心