次世代シーケンシングのための超音波DNA断片化

次世代シーケンシング(NGS)では、ゲノムDNA鎖のシーケンシングとゲノムライブラリの作成のために、ゲノムDNAの信頼性の高いせん断と断片化が必要です。DNAのDNA断片への制御された断片化は、DNAのシーケンシング前に必要な重要なサンプル調製ステップです。超音波処理は、特定の長さのDNA断片化のための効率的で信頼性の高い技術として証明されています。超音波DNA断片化プロトコルは、再現性のある断片化結果を達成する。ヒールシャー超音波装置は、操作パラメータを介して正確に制御可能な、広範囲のゲノムDNA断片サイズ分布を生成することができる。ヒールシャー超音波DNAせん断システムは、マイクロプレートだけでなく、単一および複数のバイアルに利用できるため、サンプル調製は非常に効率的になります。

次世代シーケンシング:ライブラリ調製のための超音波DNA断片化

次世代シーケンシングを行うためには、(1)ライブラリー調製、(2)シーケンシング、(3)データ解析の3つの基本ステップを行う必要があります。ライブラリー調製では、DNAを断片化し、その後、アデニン塩基を1つ添加してフラグメント末端を修復(ポリッシング)し、標的フラグメントを二本鎖DNAに変換します。最後に、いわゆるアダプターをライゲーション、PCR、またはタグメンテーションによって結合し、最終的なライブラリDNA産物をシーケンシングのために定量することができます。
超音波処理を使用したDNA断片化: 特に、Illuminaのようなショートリードシーケンシング技術では、長いDNA断片を容易に読み取ることができないため、DNAスタンドは超音波処理によって確実に達成できる特定のサイズに断片化する必要があります。
超音波処理は、DNA、RNAおよびクロマチンの断片化に確実に使用することができる。

次世代シーケンシング – ライブラリー調製

超音波DNA断片化は、次世代シーケンシング(NGS)プラットフォーム用のDNAシーケンシングライブラリの調製に一般的に使用されます。この技術は、DNA分子を目的のサイズ範囲の小さな断片に分解するために利用され、ライブラリ調製の後続のステップを容易にします。超音波DNA断片化は、通常、NGSワークフローのライブラリ調製ステップ中に、ゲノムDNAを下流の処理およびシーケンシングに適した小さな断片に断片化するために必要とされます。これは、使用されている特定のシーケンシングプラットフォームに適したサイズ範囲のDNAフラグメントを生成することにより、シーケンシング実験の成功を確実にする上で重要な役割を果たします。

次世代シーケンシング – プロセスステップ:

• 超音波DNA断片化: ライブラリを構築する前に、ゲノムDNAはより小さく、より管理しやすい断片に断片化されます。超音波断片化では、高周波音波を使用してDNA分子を目的のサイズ範囲の断片にせん断します。この手順は、後で生成されるシーケンシングリードが、使用するシーケンシングプラットフォームに適した長さであることを保証するのに役立つため、非常に重要です。フラグメントのサイズ範囲は、シーケンシング実験の特定の要件に基づいて調整できます。
• PCRによるクローン増幅: 超音波断片化後、DNA断片は末端修復、アダプターライゲーション、およびPCR増幅を受けて、最終的なDNAシーケンシングライブラリを生成します。これらのステップは、シーケンシングプラットフォームへの結合に必要なアダプター配列を追加し、PCR増幅のためのプライミング部位を提供することにより、シーケンシングプロセスのために断片化されたDNA分子を調製します。
• 合成によるDNAシーケンシング: シーケンシングライブラリが調製されると、合成によるDNAシーケンシング(SBS)プロセスが開始されます。SBS中、DNA配列は、相補鎖へのヌクレオチドの逐次付加によって決定されます。このステップでは、ヌクレオチドの取り込み、イメージング、および切断の周期的な反応が行われ、取り込まれたヌクレオチドによって放出される蛍光シグナルに基づいてDNA配列を決定することができます。
• 超並列シーケンシング: 最終ステップでは、空間的に分離され、増幅されたDNAテンプレートが、超並列に同時に配列決定されます。このハイスループットシーケンシングアプローチにより、1回のシーケンシングランで数百万から数十億のシーケンシングリードを生成でき、DNA配列の効率的かつ迅速な決定が可能になります。

超音波DNA断片化はどのように機能しますか?

超音波処理は、音響サンプル処理とも呼ばれ、DNAを断片化するために広く使用されている方法です。超音波DNAせん断では、サンプルを制御条件下で超音波に曝露します。超音波DNA断片化の動作原理は、超音波によって生成される振動とキャビテーションに基づいています。超音波(音響)キャビテーションから生じるせん断力は、高分子量のDNA分子を切断します。強度(振幅、持続時間)、脈動モード、温度などの超音波処理の設定により、特定の所望の長さのDNA断片への正確なDNA断片化が可能になります。DNAはしばしば超音波処理を使用して100〜600bpに減少しますが、より穏やかな超音波条件が適用されると、最大1300bpのより長いDNA断片を得ることができます。

DNAの劣化を防ぐ温度制御

DNAの二本鎖分子形状は高温に非常に敏感であるため、サンプル調製ステップ中の温度を正確に制御することは、信頼性の高い分析結果を得るための重要な要素です。
あなたが使用しているかどうか ヒールシャーのプローブ超音波装置 VialTweeterまたはUIP400MTP – プラグ可能な温度センサーとスマートデバイスソフトウェアにより、継続的な温度監視と制御が保証されます。温度を一定の範囲内に保つために、温度の上限と下限を設定することができます。その結果、超音波装置は、この温度制限を超えるとすぐに一時停止し、温度が設定された∆Tだけ下がると自動的に超音波処理を続けます。
ヒールシャー超音波装置の洗練されたソフトウェアは、理想的なサンプル処理条件の信頼性の高いメンテナンスを保証します。

UIP400MTPマルチウェルプレート超音波装置による質量サンプルDNAの断片化

ライフサイエンスにおけるサンプル数は、過去10年間で大幅に増加しています。つまり、サンプル調製および分析中に非常に多くのサンプル(マイクロプレートあたり384、1536、または3456ウェルなど)を処理し、比較可能で有効な結果を得るためには、一貫して等しい条件下で処理する必要があります。UIP400MTPにより、ヒールシャー超音波は大量サンプル処理のトレンドを追っています。UIP400MTPは、マイクロプレートを使用したサンプル調製用の超音波装置です。このUIP400MTPは、6、12、24、48、96、384、1536、または3456ウェルのプレートを処理できます。マイクロプレートの種類にもよりますが、各ウェルは通常、数十ナノリットルから数ミリリットルのサンプル量を保持できます。ライフサイエンス研究で広く使用されているこのUIP400MTPは、ELISA(酵素結合免疫吸着アッセイ)やPCRなどのアッセイ前のサンプル調製、タンパク質分析の前、CHiPおよびCHiP-seqの前のクロマチン調製、ヒストン修飾同定、その他の分析処理(ゲル電気泳動、質量分析など)に非常に一般的に使用されています。

VialTweeter最大10バイアルのサンプル処理用

世界 VialTweeter 広く使用されているラボ用超音波装置です VialTweeterは、最大10バイアルの同時効果的かつ快適な超音波処理を可能にします。バイアルおよび試験管(例えば、エッペンドルフバイアル、クライオバイアル、遠心分離管)は間接的に超音波処理されるため、交差汚染は回避されます。同じ超音波強度が各サンプルに供給されるため、すべての超音波処理結果は均一で再現性があります。世界 VialTweeter 他のデジタルデバイス(スマートメニュー、プログラム可能な設定、温度制御、リモコンなど)と同様にすべてのスマート機能を提供するため、最高のユーザー快適性が保証されます。

マイクロウェルプレート用マルチフィンガープローブ

超音波プローブホモジナイザーUP200HtおよびUP200Stで利用可能な、4本または8本の指を持つマルチフィンガープローブは、同じ条件下で複数のサンプルを同時に超音波処理するための快適なオプションです。例えば、ソノトロードMTP-24-8-96は8本指のプローブで、自動化システムへの統合やマルチウェルプレートのウェルの効率的な手動サンプル調製に最適です。マルチフィンガーソノトロードは、標準的な超音波ソノトロードを使用して主にビーカーや試験管が処理される実験室の自動化に最適です。マルチフィンガープローブと標準プローブは、シングルプローブ超音波装置をマルチプローブ超音波ディスラプターに変換するために、数分以内に迅速に交換することができます。

DNA断片化のためのヒールシャー超音波装置

ヒールシャー超音波は、DNA、RNA、およびクロマチン断片化のための様々な超音波ベースのプラットフォームを提供しています。これらの異なるプラットフォームには、超音波プローブ(ソノトロード)、複数のチューブまたはマルチウェルプレート(96ウェルプレート、マイクロタイタープレートなど)、ソノリアクター、および超音波カップホーンの同時サンプル調製のための間接超音波処理溶液が含まれます。DNA剪断用のすべてのプラットフォームは、周波数調整された高性能超音波プロセッサを搭載しており、正確に制御可能で再現性のある結果を提供します。

あらゆるサンプル数とサイズに対応する超音波プロセッサ

ヒールシャーのマルチサンプル超音波装置を使用すると VialTweeter (最大10本の試験管用)とUIP400MTP(マイクロプレート/マルチウェルプレート用)は、所望のDNA断片サイズの分布と収率を得ながら、強力で正確に制御可能な超音波処理によりサンプル処理時間を短縮することが容易になります。超音波DNA断片化により、サンプル調製は効率的で信頼性が高く、スケーラブルになります。プロトコルは、常に制御された超音波を適用することにより、1つのサンプルから多数のサンプルまで直線的にスケーリングできます。
1本から5本の指を持つプローブ超音波装置は、より少ないサンプル数の調製に最適です。ヒールシャーの実験室用超音波装置は、さまざまなサイズで利用できるため、お客様のアプリケーションや要件に最適なデバイスをお勧めします。

精密なプロセス制御

徹底的なソニフィケーションはDNA、RNAおよびクロマチンを破壊する可能性があるため、正確に制御可能な超音波処理設定が重要ですが、不十分な超音波剪断はDNAおよびクロマチン断片が長すぎる結果となります。ヒールシャーのデジタル超音波装置は、正確な超音波処理パラメータに簡単に設定することができます。特定の超音波処理設定は、同じ手順を迅速に繰り返すために、プログラムされた設定として保存することもできます。
すべての超音波処理は自動的にプロトコル化され、内蔵SDカードにCSVファイルとして保存されます。これにより、実施された試験の正確な文書化が可能になり、超音波処理の実行を容易に修正することが可能になります。
ブラウザのリモコンを介して、すべてのデジタル超音波装置は、任意の標準ブラウザを介して操作および監視することができます。LAN接続により、非常に簡単なプラグアンドプレイセットアップが可能になるため、追加のソフトウェアをインストールする必要はありません。

超音波サンプル調製における最高の使いやすさ

すべてのヒールシャー超音波装置は、高性能超音波を提供すると同時に、常に非常にユーザーフレンドリーで操作が簡単であるように設計されています。すべての設定は明確なメニューでしっかりと構成されており、カラータッチディスプレイまたはブラウザのリモコンから簡単にアクセスできます。プログラム可能な設定と自動データ記録を備えたスマートソフトウェアは、信頼性と再現性のある結果のための最適な超音波処理設定を保証します。クリーンで使いやすいメニューインターフェースは、ヒールシャー超音波装置をユーザーフレンドリーで効率的なデバイスに変えます。
以下の表は、DNAやRNAの断片化、細胞溶解、タンパク質抽出などのサンプル調製作業に最適な、ラボ用超音波装置のおおよその処理能力を示しています。