Genomikus kutatás megkönnyíti szonikáció
A genomikai kutatás forradalmasította a biológiai rendszerek megértését, lehetővé téve a különböző betegségek és tulajdonságok mögött meghúzódó összetett genetikai mechanizmusok tisztázását. A szonikálás, egy olyan technika, amelyet eredetileg a sejtmembránok megzavarására fejlesztettek ki, széles körű hasznosságot talált a genomikai kutatásban. Ez a cikk áttekintést nyújt az ultrahangos kezelés alkalmazásáról genomikai vizsgálatokban, beleértve a DNS-izolálást és fragmentációt, a kromatin immunprecipitációt (ChIP) és a következő generációs szekvenálási könyvtárak elkészítését. Ez a cikk áttekintést nyújt az ultrahangos kezelés elveiről, módszereiről és alkalmazásairól a genomikai kutatásban, és bemutatja Önt a genomikai kutatás legmegfelelőbb szonikátorainak.
Sonicators a genomikai kutatásban
A genomikai kutatás figyelemre méltó fejlődésen ment keresztül az elmúlt évtizedekben, amelyet a nagy áteresztőképességű szekvenálási technológiák és az innovatív kísérleti módszerek fejlesztése táplál. Ezek a fejlesztések megkönnyítették a genomok, epigenomok és transzszkriptómok átfogó elemzését, betekintést nyújtva a betegségek, az evolúció és a fenotípusos variáció genetikai alapjaiba.
A szonikálás, egy mechanikus folyamat, amely magában foglalja az ultrahang fizikai erőinek alkalmazását a molekuláris struktúrák megzavarására, sokoldalú eszközként jelent meg a genomikai kutatásban. A szonikálás egy jól bevált technika, amelyet DNS-fragmentációhoz, kromatin nyíráshoz és NGS könyvtár előkészítéséhez használnak.
Szonikálás Alkalmazásai A Genomikai Kutatásban
Szonikálást alkalmaznak biológiai mintákra a minta előkészítéséhez a vizsgálatok, elemzések vagy további folyamatok előkészítése előtt. A leggyakoribb minta előkészítő alkalmazások szonikálással a következők:
A szonikálást a genomi DNS pontos töredezettségére használják, lehetővé téve a kívánt méretű DNS-fragmensek előállítását különböző downstream alkalmazásokhoz, beleértve a PCR-t, a klónozást és a déli blotolást. A szonikálás előnyöket kínál az enzimatikus módszerekkel szemben, mivel lehetővé teszi a fragmens méretének és eloszlásának rugalmas szabályozását. Nagy áteresztőképességű mintaelőkészítés a UIP400MTP lemezes szonikátorral egyszerűsíti a nagy mintaszámok feldolgozását.
További információ ultrahanggal kapcsolatosan DNS-fragmentáció és Plazmid töredezettség!
További információ az ultrahangos használatáról a következő generációs szekvenáláshoz!
VialTweeter szonikátor több injekciós üveg egyidejű mintaelőkészítéséhez
Hogyan választhatom ki a legjobb szonikátort a DNS-sel kapcsolatos kutatásomhoz?
A kifejezés “szonikáció” az ultrahang alkalmazás különböző módjaihoz használják. A legelterjedtebb módszerek az ultrahangos fürdő és a szonda típusú szonda. Az alábbiakban megtudhatja, hogy a szonikátor helyes választása miért javítja a kutatás minőségét és érvényességét.
Ismerje meg a különbségeket a különböző ultrahangos modellek, azok előnyei és korlátai. Itt belemerülünk a genomikai kutatás legszélesebb körben használt szonikátor modelljeibe.
Fürdő szonikáció: Miért adnak a fürdő típusú szonikátorok megbízhatatlan, nem reprodukálható eredményeket? A genomikus mintákat vízfürdőbe helyezzük, amely több ultrahangos átalakítóval van ellátva, amelyek a víztartály aljára vannak rögzítve. Az akusztikus kavitáció foltjai nagyon egyenetlenül fordulnak elő a tartályon keresztül, és nem biztosítanak következetes ultrahangteljesítményt. Ez a módszer változó intenzitással kezeli a mintákat, és nem ad reprodukálható eredményeket a mintaelőkészítésben, például a DNS-fragmentációban. Ennek az egyenetlen kezelésnek a következményeként a DNS-fragmens méretének ellenőrzése nem adott. Egy közös ultrahangos fürdővel megbízható, megismételhető kutatás nem valósítható meg.
Szeretne többet megtudni a szonda típusú szonda típusú szonda vs ultrahangos fürdőről? Kattintson ide!
Az ultrahangos fürdővel ellentétben a Hielscher pontosan szabályozható szonikátorok, amelyek erős ultrahangot biztosítanak. Az ultrahangos kezelés intenzitása pontosan az alkalmazáshoz hangolható, így elkerülhető a biológiai minták nem kívánt lebomlása. Ez biztosítja a nukleinsavak és más biomolekulák optimális megőrzését a mintafeldolgozás során. Ez különösen előnyös a genomikai kutatásokban, ahol a minta integritása kritikus fontosságú a későbbi elemzés szempontjából. Az olyan intelligens funkciók, mint a programozható beállítás, a böngésző távirányítója és az automatikus adatrögzítés megkönnyítik a laboratóriumi kutatómunkát.
Hielscher szonikátor modellek genomikai kutatáshoz
- Szonda típusú szonikálás: Az ultrahangos szondát közvetlenül behelyezik a mintacsőbe, lehetővé téve a lokalizált szonikálást és a töredezettségi paraméterek pontos ellenőrzését. Ez a módszer kis számú minta, például különálló fiolák vagy főzőpoharak esetén előnyös.
Itt megtalálja az összes szonda típusú szonda szondát a DNS-fragmentációhoz és a minta előkészítéséhez! - CupHorn és UIP400MTP: A Hielscher sonicator modellek Ultrahangos Cuphorn és UIP400MTP Plate Sonicator jelentősen különbözik a közös ultrahangos fürdőtől vagy tisztítótartálytól. Míg első nézetre az ultrahanghullámok vízfürdőn keresztüli közvetett továbbításának elve hasonlónak tűnik – a különbség a Hielscher ultrahangos cuphorn vagy lemez sonicator és a közös ultrahangos fürdő között nem lehet nagyobb! A Hielscher rendszereknél a cuphorn és a lemez szonikátor teljes alját egyenletesen keveri az erős ultrahang. Ez azt jelenti, hogy a teljes felület pontosan ugyanazon az amplitúdón és frekvencián rezeg. Nem találunk halott, szonikálatlan foltot, minden mintát ugyanolyan intenzitással ultrahangozunk! Ez biztosítja az egyenletes, reprodukálható eredményeket az ultrahangos minta előkészítésében.
További információt az ultrahangos cuphornról itt talál!
További információt a lemez-szonikátorról UIP400MTP itt! - VialTweeter: A VialTweeter egy rezgő injekciós üvegtartó blokk sonotrode egyedi kialakítását használja, hogy az ultrahangos energiát közvetlenül a mintafiolákba továbbítsa anélkül, hogy vízfürdőbe vagy más közegbe kellene meríteni. Ez a közvetett, mégis rendkívül hatékony szonikációs módszer ideális legfeljebb 10 zárt injekciós üveg kezelésére, és elkerüli a keresztszennyeződést.
További információ a szennyeződésmentes szonikálásról akár 10 zárt injekciós üveg aVialTweeterrel!
Ultrahangos CupHorn zárt csövek és injekciós üvegek intenzív ultrahangos kezelésére steril DNS-fragmentációhoz.
Sonicators automatizált rendszerekben – Egyszerű integráció
A Hielscher szonikátorok integrálhatók automatizált rendszerekbe. Nyílt hálózati interfésszel és programozási funkciókkal a Hielscher szonikátorok automatizálásra alkalmasak. Az automatizálással és robotikával való integráció lehetővé teszi a genomikai minták nagy áteresztőképességű feldolgozását, megkönnyítve a nagyszabású tanulmányokat és a személyre szabott orvoslással kapcsolatos kezdeményezéseket. Az ultrahangos készülék automatizált mintaelőkészítő rendszerbe történő integrálásának lehetősége optimalizálja a mintakezelést, és biztosítja a hatékony, reprodukálható és biztonságos mintafeldolgozást számos alkalmazásban és mintatípusban.
- nagy hatékonyság
- A legkorszerűbb technológia
- megbízhatóság & Erőteljesség
- állítható, precíz folyamatvezérlés
- halom & Inline
- bármely kötethez
- intelligens szoftver
- intelligens funkciók (pl. programozható, adatprotokoll, távirányító)
- könnyen és biztonságosan kezelhető
- Alacsony karbantartási igény
- CIP (helyben tisztítható)
Tervezés, gyártás és tanácsadás – Németországban gyártott minőség
A Hielscher ultrahangos készülékek jól ismertek a legmagasabb minőségi és tervezési szabványokról. A robusztusság és a könnyű kezelhetőség lehetővé teszi ultrahangos készülékeink zökkenőmentes integrálását ipari létesítményekbe. A durva körülmények és az igényes környezetek könnyen kezelhetők Hielscher ultrasonicators.
Hielscher Ultrasonics egy ISO tanúsítvánnyal rendelkező cég, és különös hangsúlyt fektet a nagy teljesítményű ultrasonicatorokra, amelyek a legmodernebb technológiát és felhasználóbarátságot mutatják. Természetesen a Hielscher ultrasonicators CE-kompatibilis és megfelel az UL, CSA és RoHs követelményeinek.
Az alábbi táblázat jelzi laboratóriumi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását, amelyek ideálisak mintaelőkészítési feladatokhoz, például DNS- és RNS-fragmentációhoz, sejtlízishez, valamint DNS- és fehérjeizoláláshoz:
| Eszköz | Teljesítmény [W] | Típus | Térfogat [mL] |
|---|---|---|---|
| UIP400MTP | 400 | mikrolemezekhez | 6 – 3456 kút | VialMagassugárzó | 200 | Akár 10 injekciós üveghez, plusz befogási lehetőség | 0.5 – 1.5 |
| UP50H | 50 | szonda típusú | 0.01 – 250 |
| UP100H | 100 | szonda típusú | 0.01 – 500 |
| UP200Ht | 200 | szonda típusú | 0.1 – 1000 |
| UP200St | 200 | szonda típusú | 0.1 – 1000 |
| UP400ST | 400 | szonda típusú | 5.0 – 2000 |
| Cuphorn | 200 | CupHorn, szonoreaktor | 10 – 200 |
| GDmini2 | 200 | szennyeződésmentes áramlási cella |
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
Gyakran ismételt kérdések a genomikáról és az ultrahangos kezelésről
Itt találja meg a válaszokat a leggyakrabban feltett kérdésre, amikor az ultrahangos és genomikai kutatásról van szó.
Mit jelent a szonikáció a DNS-hez?
A szonikálás a DNS-t kisebb töredékekre bontja nagyfrekvenciás hanghullámok alkalmazásával, amelyek mechanikai erőket hoznak létre, ami a DNS-szálak véletlenszerű pontokon megszakad. Az ultrahangos kezelés intenzitásának beállítása lehetővé teszi nagyobb vagy kisebb DNS-fragmensek létrehozását a későbbi feldolgozás és elemzés követelményeitől függően.
Mi a szonikációs protokoll a DNS-fragmentációhoz?
A DNS-fragmentáció tipikus szonikációs protokollja magában foglalja az ultrahangos hullámok alkalmazását a DNS-mintákra pufferoldatban rövid sorozatok sorozatára, majd hűtési intervallumokat a minta melegítésének megakadályozására. Az olyan paraméterek, mint az amplitúdó, az időtartam és a ciklusszám a minta típusa és a kívánt töredékméret alapján vannak optimalizálva.
Hogyan működik az ultrahangos kezelés a DNS-nyíráshoz?
A DNS-nyírás szonikálása magában foglalja a szabályozott mechanikai erők alkalmazását a DNS-molekulákra ultrahangos hullámok segítségével. Ezek az erők megszakítják a hidrogénkötéseket és a DNS-szálakat összetartó egyéb kölcsönhatásokat, ami véletlenszerű töréseket és a DNS kisebb darabokra töredezését eredményezi.
Mennyi ideig kell szonikálni a DNS-mintákat?
A DNS-minták szonikálásának időtartama olyan tényezőktől függ, mint a minta térfogata, koncentrációja és a kívánt töredékméret. Jellemzően az ultrahangos kezelést rövid, néhány másodperctől néhány percig terjedő sorozatokban végezzük, hűtési időközökkel, hogy megakadályozzuk a minta túlmelegedését.
Mi a legjobb szonikátor a DNS-izoláláshoz?
A DNS-izoláláshoz a legjobb szonikátor kiválasztása olyan tényezőktől függ, mint a minta térfogata, teljesítménye és a kívánt fragmensméret. Néhány népszerű lehetőség közé tartozik a Hielscher UIP400MTP lemez-szonikátor, a VialTweeter, a CupHorn és az ultrahangos szonda UP100H. Ezek az ultrahangos készülékek pontos ellenőrzést nyújtanak az ultrahangos paraméterek felett, és alkalmasak különböző DNS-izolációs alkalmazásokra a kutatólaboratóriumokban.
Mi az a genomika?
A genomika a biológia multidiszciplináris ága, amely a genomok teljes összetételének, funkcióinak, evolúciójának, feltérképezésének és módosításának megértésére törekszik. A genom magában foglalja a szervezet összes DNS-ét, amely magában foglalja mind a géneket, mind azok bonyolult háromdimenziós szervezetét. A genetikával ellentétben, amely az egyes génekre és öröklési mintáikra összpontosít, a genomika célja a szervezeten belüli összes gén átfogó jellemzése és számszerűsítése, kölcsönhatásaik és a szervezet egészére gyakorolt hatásuk tisztázása. A gének kulcsszerepet játszanak a fehérjék szintézisének irányításában, amelyet enzimek és hírvivő molekulák segítenek. Ezek a fehérjék viszont a szervek és szövetek szerkezeti összetevőit alkotják, szabályozzák a biokémiai folyamatokat és megkönnyítik a sejtek közötti kommunikációt. A genomika magában foglalja a teljes genomok szekvenálását és elemzését, nagy áteresztőképességű DNS-szekvenálási technikákat és bioinformatikai eszközöket alkalmazva a genomok szerkezetének és funkcióinak teljes megfejtésére.
A genomika a szervezet teljes genetikai anyagának tanulmányozása, beleértve a DNS-szekvenciát, a szervezést, a funkciót és a variációt. Ez magában foglalja a gének elemzését, kölcsönhatásaikat és a tulajdonságokra és viselkedésre gyakorolt hatásukat. A genomikai kutatás különböző technikákat és megközelítéseket foglal magában a genomok szerkezetének és funkciójának, valamint az egészségben, a betegségekben, az evolúcióban és más biológiai folyamatokban betöltött szerepének megértésére.
A genomikai kutatás célja:
- Szekvencia genomok: Ez magában foglalja a nukleotidok (A, T, C és G) sorrendjének meghatározását a szervezet DNS-ében. Ez lehet a teljes genom vagy az érdeklődésre számot tartó régiók.
- Elemezze a genetikai variációt: A genomikai kutatás feltárja a DNS-szekvenciák variációit az egyének vagy populációk között, ami betekintést nyújthat a betegségek, tulajdonságok és evolúciós folyamatok genetikai alapjaiba.
- Funkcionális genomika: Ez a terület azt vizsgálja, hogy a gének hogyan működnek és kölcsönhatásba lépnek egymással és a környezettel. Ez magában foglalja a transzszkriptomikát (génexpresszió vizsgálata), a proteomikát (fehérjék vizsgálata) és a metabolomikát (metabolitok vizsgálata).
- Összehasonlító genomika: A különböző fajok genomjainak összehasonlításával a kutatók feltárhatják az evolúciós kapcsolatokat, azonosíthatják a megőrzött régiókat és megérthetik a biológiai sokféleség genetikai alapjait.
- Orvosi genomika: Az orvostudomány genomikai kutatása a betegségek genetikai alapjainak megértésére, a betegségek kockázatának előrejelzésére, valamint személyre szabott kezelések és beavatkozások kidolgozására összpontosít.
A genomikai kutatás jelentős előrelépésekhez vezetett olyan területeken, mint az orvostudomány, a mezőgazdaság, az evolúciós biológia és a biotechnológia, hozzájárulva az élet molekuláris szintű megértéséhez, valamint az emberi egészség és jólét javításához.
Irodalom / Hivatkozások
- Poptsova, M., Il’icheva, I., Nechipurenko, D. et al. (2014): Non-random DNA fragmentation in next-generation sequencing. Scientific Reports 4, 4532; 2014.
- Basselet P., Wegrzyn G., Enfors S.-O., Gabig-Ciminska M. (2008): Sample processing for DNA chip array-based analysis of enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC). Microbial Cell Factories 7:29. 2008.
- Doublier S., Riganti Ch., Voena C., Costamagna C., Aldieri E., Pescarmona G., Ghigo D., Bosia A. (2008): RhoA Silencing Reverts the Resistance to Doxorubicin in Human Colon Cancer Cells. Molecular Cancer Research 6(10), 2008.
- Fredlund E., Gidlund A., Olsen M., Börjesson T., Spliid N.H.H., Simonsson M. (2008): Method evaluation of Fusarium DNA extraction from mycelia and wheat for down-stream real-time PCR quantification and correlation to mycotoxin levels. Journal of Microbiological Methods 2008.
- Fritsche C., Sitz M., Weiland N., Breitling R., Pohl H.-D. (2007): Characterization of the growth behavior of Leishmania tarentolae – a new expression system for recombinant proteins. Journal of Basic Microbiology 47, 2007. 384–393.
- Ristola M., Arpiainen S., Saleem M. A., Mathieson P. W., Welsh G. I., Lehtonen S., Holthöfer H. (2009): Regulation of Neph3 gene in podocytes – key roles of transcription factors NF-κB and Sp1. BMC Molecular Biology 10:83, 2009.
- Rodriguez J., Vives L., Jorda M., Morales C., Munoz M., Vendrell E., Peinado M. A. (2008): Genome-wide tracking of unmethylated DNA Alu repeats in normal and cancer cells. Nucleic Acids Research Vol. 36, No. 3, 2008. 770-784.
- Weiske J. Huber O. (2006): The Histidine Triad Protein Hint1 Triggers Apoptosis Independent of Its Enzymatic Activity. The Journal of Biological chemistry. Vol. 281, No. 37, 2006. 27356–27366.
Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok labor hoz ipari méret.