在二代測序(NGS)、ChIP-seq、ATAC-seq等前沿分子生物學技術中,通常需要將DNA或染色質打斷成特定大小的片段。超聲波DNA打斷儀(也稱超聲波破碎儀)利用高頻超聲波的能量,在液體中產生空化效應,對DNA分子進行物理剪切,是獲得理想片段長度的常用工具。
??工作原理
超聲波產生:儀器內部的壓電換能器將電能轉換為高頻機械振動,并通過變幅桿將振幅放大。
空化效應:高頻振動在液體中產生無數微小的氣泡,這些氣泡在迅速崩潰時會產生強烈的沖擊波和微射流,對周圍的DNA分子造成剪切力。
溫度控制:由于超聲過程會產生熱量,儀器通常配備循環冷卻系統,以維持反應體系的溫度穩定,防止DNA降解。
通過精確控制超聲時間、功率和循環次數,可以將DNA片段化至所需的長度范圍(如100-500bp)。
??主要應用場景
二代測序文庫制備:將基因組DNA或染色質打斷成適合測序平臺要求的片段大小。
染色質免疫共沉淀(ChIP-seq):在ChIP實驗后,打斷交聯的染色質,以便后續的免疫沉淀和測序分析。
ATAC-seq:通過超聲打斷染色質,結合轉座酶技術,研究染色質的開放性。
其他分子生物學應用:如DNA甲基化分析、CRISPR篩選文庫制備等。
??選型與使用要點
超聲功率與頻率:根據樣品體積和DNA片段化要求選擇合適的超聲功率和頻率。
溫控系統:確保儀器具備有效的冷卻能力,以維持反應體系的溫度在設定范圍內。
探頭與樣品容器:根據樣品體積選擇合適的探頭尺寸和樣品容器,以保證超聲效率和均一性。
程序設置與優化:通過預實驗優化超聲時間、功率和循環次數等參數,以獲得理想的DNA片段分布。
