分子也能剪？能！就有这么一把“剪刀”——新芝超声波DNA打断仪

随着下一代测序（Next-generation sequencing，NGS）技术的发展与成熟，在科研、诊断、体检各市场领域的应用范围不断扩大。如今，随着市场不断发展，测序技术自身开发速度却逐渐放缓，样品制备在NGS中的瓶颈效应越来越明显，以缩短时间、提高通量为主要目标的新试剂、新仪器不断涌现。同时，聚焦于样本的更小处理体积的新方法也在不断开发，但在NGS文库构建的过程中，DNA片段化始终是一个无法避开的步骤。

▲NGS高通量测序基本流程

Basicprocess for high-throughput sequencing NGS

对长链DNA（通常指生物染色体DNA）片段化的主要原因是短链DNA片段有利于进行DNA分子快速杂交和高灵敏目标检测，可显著提升测序效率。目前，常用的染色体脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid， DNA）分子片段化方法主要有四种，分别为：DNA限制性酶切法、水动力剪切法、超声波断裂法、喷射雾化法，四种方法各有利弊。

▲DNA分子结构形态

Molecularstructure and morphology of DNA

超声打断基于水动力剪切法和超声波断裂法，是最常见的DNA片段化方式。其原理为：液体在高频率的脉冲作用下，产生无数的高压点和低压点，伴随产生的空化泡存在几毫秒又因压力变化而爆破，在这个过程中液体内形成瞬时高强度剪切力，这种作用力可以破碎细胞、影响蛋白质和剪切DNA。在此特别推荐新芝生物的一款特色产品：SCIENTZ18-A超声波DNA打断仪，采用非接触式的工作方式，单次最 高处理量可达12个样品，是染色质免疫共沉淀（Chromatin Immunoprecipitation，ChIP）和DNA剪切研究平台的标准化工具。

超声波DNA打断仪是将DNA暴露于均匀的超声体系中进行无偏剪切，从而产生的大量均匀大小的双链DNA，具有以下优势：

样品零污染：非接触式封闭破碎，降低污染风险

处理效率高：单次可处理12个样品，处理速度快

无差别打断：DNA片段集中无偏好

等温处理：配备冷水机，恒温打断防止ChIP实验中蛋白质变性

01.样品前处理

使用高速分散器（例如XHF-DY）或研磨器（例如SCIENTZ-12或DY89-II）将生物样品于冰浴条件（例如XB-70）下进行处理以获得均质溶液；

02.细胞破碎

对获得的均质溶液，一般使用超声细胞破碎机（例如为SCIENTZ-IID）或高压细胞破碎机（例如JG-IA）进行处理，特殊样品可配置冰浴环境，以获得含有细胞内容物的溶液；

03.溶液离心

对细胞破碎后的溶液进行冷冻离心（例如HSC-2015L），取上清液备用；

04.DNA打断

4.1将破碎后溶液放置于0.2 mL或0.5 mL EP管，于适配器中旋紧螺母进行固定；

4.2将适配器置于水浴环境中，开启配套冷水机，设置温度为6℃；

4.3待温度降至设定温度时，设定DNA打断参数（如超声开20 s，超声关25 s，功率300 W，超声总时间30 min），启动打断程序；

4.4完成打断后，取下DNA样品低温保存防止降解，用于进一步研究。

▲大肠杆菌DNA打断效果

▲DNA浓度为50ng/uL的打断效果

结语

SCIENTZ18-A超声波DNA打断仪采用恒温、非接触的方式对样品进行打断、匀浆和混合，具有无菌操作、无损作业、微量打断的特点，同时处理多个样品可完 美适配二代测序，适用于多类生物样品，是ChIP和DNA剪切研究平台的重要工具。

  新芝生物简介 

宁波新芝生物科技股份有限公司（股票代码：430685），总部位于宁波市国家高新区，是知名的生物样品处理设备提供商，也是国内超声波技术应用探索的先行者。新芝生物是一家为生物医药、医疗卫生、IVD、生物安全、食品安全、疾病预防与控制、检验检疫、环境保护及新材料研究等诸多领域提供相关科学仪器的高新技术企业。

依托强大的科研技术实力，公司在超声波细胞粉碎，萃取，分散，除垢、高压均质及超低温、冷冻干燥、基因细胞重组等技术领域积累了丰厚的经验，并研发了包括超声波破碎仪器、冷冻干燥设备、分子生物学仪器、实验室洁净设备、工业防垢除垢设备等产品。公司始终坚持业界前沿的技术研究和应用开发，致力于为客户提供先进的仪器设备和行业解决方案。

公司目前拥有宁波、杭州两地研发中心，拥有高水平研发人员数十人，专 利60余项。公司曾承担卫生部重大科研项目，是国家发改委高技术产业化示范工程中心、科学仪器产业化基地、宁波企业工程（技术）中心。公司研制的高压气体基因枪一举打破国外技术垄断，填补国内相关领域空白，并荣获浙江省科技进步二等奖。2019年公司荣获了浙江省科技进步一等奖。2021年公司入选工信部第三批“专精特新小巨人”企业名单，同年被宁波市经济和信息化局认定为“宁波市制造业单项冠 军示 范企业”。 

公司高度重视品牌培育和市场开拓，为更好地服务客户，在全国各地建有30个办事处，办事处配备销售工程师和售后工程师，可随时满足客户需求，产品远销美、英、法、俄、日、韩等国家，公司已成为国内乃至全 球知名的生物样品制处理设备研制专家。

新芝人励经多年的风雨兼程，坚定以新致心，凭着“发展生物科技术，振兴民族高新产业”的理念，坚定致力于为用户提供优质的产品和贴心的服务。创新让我们走的更远，致心让我们的心更贴近用户。让“发展生物技术，服务人类文明”的新芝梦渐变现实。