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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。
产品优势
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
使用流程
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。
应用案例
▲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。
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