ულტრაბგერითი დნმ-ის ფრაგმენტაცია მომდევნო თაობის სეკვენირებისთვის

მომდევნო თაობის სეკვენირება (NGS) მოითხოვს გენომური დნმ-ის საიმედო მექანიკურ გახლეჩასა და ფრაგმენტაციას, რათა განხორციელდეს გენომური დნმ-ის ჯაჭვების სეკვენირება და გენომის ბიბლიოთეკების შექმნა. დნმ-ის კონტროლირებადი ფრაგმენტაცია ნიმუშის მომზადების აუცილებელი ეტაპია დნმ-ის სეკვენირებამდე. დადასტურებულია, რომ ულტრაბგერითი დამუშავება ეფექტური და საიმედო მეთოდია დნმ-ის გარკვეული სიგრძის ფრაგმენტების მისაღებად. დნმ-ის ულტრაბგერითი ფრაგმენტაციის პროტოკოლები უზრუნველყოფს ფრაგმენტაციის განმეორებად შედეგებს. Hielscher-ის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს შეუძლიათ გენომური დნმ-ის ფრაგმენტების ზომათა განაწილების ფართო დიაპაზონის მიღება, რომელიც ზუსტად კონტროლდება სამუშაო პარამეტრებით. ვინაიდან Hielscher-ის დნმ-ის ულტრაბგერითი გახლეჩის სისტემები ხელმისაწვდომია როგორც ერთი და მრავალი ვიალისთვის, ისე მიკროპლატებისთვის, ნიმუშების მომზადება მაღალეფექტური ხდება.

მომდევნო თაობის სეკვენირება: ულტრაბგერითი დნმ-ის ფრაგმენტაცია ბიბლიოთეკის მომზადებისთვის

იმისათვის, რომ განხორციელდეს მომდევნო თაობის სეკვენირება, აუცილებელია სამი ძირითადი ეტაპის შესრულება: (1) ბიბლიოთეკის მომზადება, (2) სეკვენირება და (3) მონაცემთა ანალიზი. ბიბლიოთეკის მომზადების დროს დნმ ფრაგმენტირდება, შემდეგ ფრაგმენტების ბოლოები აღდგება (გლუვდება) ერთი ადენინის ფუძის დამატებით და სამიზნე ფრაგმენტები გარდაიქმნება ორჯაჭვიან დნმ-ად. ბოლოს ე.წ. ადაპტერები მიმაგრდება ლიგაციის, PCR-ის ან ტაგმენტაციის გზით, რათა შესაძლებელი გახდეს საბოლოო ბიბლიოთეკის დნმ-ის პროდუქტის რაოდენობრივი განსაზღვრა სეკვენირებისთვის.
დნმ-ის ფრაგმენტაცია ულტრაბგერითი დამუშავების გამოყენებით: განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც გამოიყენება მოკლე წაკითხვის სეკვენირების ტექნოლოგიები, როგორიცაა Illumina, რომლებიც ვერ იკითხავენ გრძელ დნმ-ის ფრაგმენტებს ადვილად, დნმ-ის ჯაჭვები უნდა ფრაგმენტირდეს გარკვეულ ზომამდე, რაც საიმედოდ მიიღწევა ულტრაბგერითი დამუშავებით.
ულტრაბგერითი დამუშავება საიმედოდ შეიძლება გამოყენებულ იქნას დნმ-ის, რნმ-ის და ქრომატინის ფრაგმენტაციისთვის.

მომდევნო თაობის სეკვენირება – ბიბლიოთეკის მომზადება

დნმ-ის ულტრაბგერითი ფრაგმენტაცია ფართოდ გამოიყენება მომდევნო თაობის სეკვენირების (NGS) პლატფორმებისთვის დნმ-ის სეკვენირების ბიბლიოთეკების მოსამზადებლად. ეს ტექნიკა გამოიყენება დნმ-ის მოლეკულების უფრო მცირე, სასურველი ზომის დიაპაზონის ფრაგმენტებად დასაშლელად, რაც აადვილებს ბიბლიოთეკის მომზადების შემდგომ ეტაპებს. დნმ-ის ულტრაბგერითი ფრაგმენტაცია, როგორც წესი, საჭიროა NGS სამუშაო პროცესებში ბიბლიოთეკის მომზადების ეტაპზე, გენომური დნმ-ის უფრო მცირე ნაწილებად დასაშლელად, რომლებიც შესაფერისია შემდგომი დამუშავებისა და სეკვენირებისთვის. ის მნიშვნელოვან როლს ასრულებს სეკვენირების ექსპერიმენტის წარმატების უზრუნველყოფაში, რადგან წარმოქმნის დნმ-ის ფრაგმენტებს იმ ზომის დიაპაზონში, რომელიც შეესაბამება გამოყენებულ სეკვენირების პლატფორმას.

მომდევნო თაობის სეკვენირება – პროცესის ეტაპები:

• ულტრაბგერითი დნმ-ის ფრაგმენტაცია: ბიბლიოთეკის შექმნამდე, გენომური დნმ ფრაგმენტირდება უფრო მცირე, უფრო მართვად ნაწილებად. ულტრაბგერითი ფრაგმენტაცია გულისხმობს მაღალი სიხშირის ბგერითი ტალღების გამოყენებას დნმ-ის მოლეკულების დასაშლელად სასურველი ზომის დიაპაზონის ფრაგმენტებად. ეს ეტაპი გადამწყვეტია, რადგან ის ხელს უწყობს იმის უზრუნველყოფას, რომ შემდგომში გენერირებული სეკვენირების წაკითხვები იქნება შესაბამისი სიგრძის გამოყენებული სეკვენირების პლატფორმისთვის. ფრაგმენტების ზომის დიაპაზონი შეიძლება შეიცვალოს სეკვენირების ექსპერიმენტის კონკრეტული მოთხოვნების საფუძველზე.
• კლონური ამპლიფიკაცია PCR-ით: ულტრაბგერითი ფრაგმენტაციის შემდეგ, დნმ-ის ფრაგმენტები განიცდიან ბოლოების აღდგენას, ადაპტერების ლიგირებას და PCR ამპლიფიკაციას საბოლოო დნმ-ის სეკვენირების ბიბლიოთეკების შესაქმნელად. ეს ეტაპები ამზადებენ ფრაგმენტირებულ დნმ-ის მოლეკულებს სეკვენირების პროცესისთვის, მათზე იმ ადაპტერული სეკვენსების დამატებით, რომლებიც აუცილებელია სეკვენირების პლატფორმასთან დაკავშირებისთვის და PCR ამპლიფიკაციისთვის საჭირო პრაიმინგის ადგილების უზრუნველსაყოფად.
• დნმ-ის სეკვენირება სინთეზის გზით: როდესაც სეკვენირების ბიბლიოთეკები მზადაა, იწყება დნმ-ის სეკვენირების პროცესი სინთეზის გზით (SBS). SBS-ის დროს, დნმ-ის სეკვენსი განისაზღვრება ნუკლეოტიდების თანმიმდევრული დამატებით კომპლემენტარულ ჯაჭვზე. ეს ეტაპი მოიცავს ნუკლეოტიდების ჩართვის, ვიზუალიზაციისა და გახლეჩვის ციკლურ რეაქციებს, რაც საშუალებას იძლევა დნმ-ის სეკვენსი განისაზღვროს ჩართული ნუკლეოტიდების მიერ გამოსხივებული ფლუორესცენტული სიგნალების საფუძველზე.
• მასიურად პარალელური სეკვენირება: საბოლოო ეტაპზე, სივრცითად სეგრეგირებული, ამპლიფიცირებული დნმ-ის შაბლონები სეკვენირდება ერთდროულად მასიურად პარალელური რეჟიმით. ეს მაღალი გამტარუნარიანობის სეკვენირების მიდგომა საშუალებას იძლევა, ერთი სეკვენირების ციკლის განმავლობაში მილიონობით ან მილიარდობით სეკვენირების ჩანაწერი (reads) მივიღოთ, რაც დნმ-ის სეკვენსების ეფექტურ და სწრაფ დადგენას უზრუნველყოფს.

როგორ მუშაობს ულტრაბგერითი დნმ-ის ფრაგმენტაცია?

ულტრაბგერითი დამუშავება, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ნიმუშების აკუსტიკური დამუშავება, დნმ-ის ფრაგმენტაციის ფართოდ გამოყენებული მეთოდია. დნმ-ის ულტრაბგერითი გახლეჩისთვის ნიმუშებზე კონტროლირებად პირობებში მოქმედებს ულტრაბგერითი ტალღები. დნმ-ის ულტრაბგერითი ფრაგმენტაციის მუშაობის პრინციპი ეფუძნება ულტრაბგერითი ტალღებით წარმოქმნილ ვიბრაციებსა და კავიტაციას. ულტრაბგერითი (აკუსტიკური) კავიტაციის შედეგად წარმოქმნილი ძვრის ძალები შლის მაღალი მოლეკულური მასის მქონე დნმ-ის მოლეკულებს. ულტრაბგერითი დამუშავების პარამეტრები, როგორიცაა ინტენსივობა (ამპლიტუდა, ხანგრძლივობა), იმპულსური რეჟიმი და ტემპერატურა, საშუალებას იძლევა დნმ ზუსტად დაიშალოს სასურველი სიგრძის ფრაგმენტებად. მიუხედავად იმისა, რომ ულტრაბგერითი დამუშავებისას დნმ ხშირად მცირდება 100-დან 600 bp-მდე, უფრო რბილი ულტრაბგერითი პირობების გამოყენებისას შესაძლებელია უფრო გრძელი, 1300 bp-მდე დნმ-ის ფრაგმენტების მიღება.

ტემპერატურის კონტროლი დნმ-ის დეგრადაციის თავიდან ასაცილებლად

დნმ-ის ორჯაჭვიანი მოლეკულური ფორმა ძალიან მგრძნობიარეა მაღალი ტემპერატურის მიმართ, ამიტომ ტემპერატურის ზუსტი კონტროლი ნიმუშების მომზადების ეტაპებზე კრიტიკული ფაქტორია სანდო ანალიზის შედეგების მისაღებად.
იმის მიუხედავად, Hielscher-ის ზონდურ ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს იყენებთ, VialTweeter-ს თუ UIP400MTP-ს, ტემპერატურის უწყვეტი მონიტორინგი და კონტროლი უზრუნველყოფილია მიერთებადი ტემპერატურის სენსორითა და მოწყობილობის ინტელექტუალური პროგრამული უზრუნველყოფით. ტემპერატურის გარკვეულ დიაპაზონში შესანარჩუნებლად შეგიძლიათ დააყენოთ ტემპერატურის ზედა და ქვედა ზღვრები. ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი მუშაობას შეაჩერებს ამ ტემპერატურული ზღვრის გადაჭარბებისთანავე და ავტომატურად გააგრძელებს ულტრაბგერით დამუშავებას, როდესაც ტემპერატურა დაყენებული ∆T-ით შემცირდება.
Hielscher-ის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორების დახვეწილი პროგრამული უზრუნველყოფა უზრუნველყოფს ნიმუშების დამუშავების იდეალური პირობების საიმედოდ შენარჩუნებას.

დიდი რაოდენობით ნიმუშების დნმ-ის ფრაგმენტაცია UIP400MTP მრავალფოსოიანი პლატების ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორით

სიცოცხლის მეცნიერებებში ნიმუშების რაოდენობა ბოლო ათწლეულში მნიშვნელოვნად გაიზარდა. ეს ნიშნავს, რომ ნიმუშების ძალიან დიდი რაოდენობა (მაგ., 384, 1536 ან 3456 ფოსო მიკროპლატაზე) უნდა დამუშავდეს ნიმუშის მომზადებისა და ანალიზის დროს მუდმივად ერთნაირ პირობებში, რათა მიღებულ იქნას შედარებადი და ვალიდური შედეგები. UIP400MTP-ის გამოყენებით Hielscher Ultrasonics მიჰყვება დიდი რაოდენობით ნიმუშების დამუშავების ტენდენციას. UIP400MTP არის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი მიკროპლატებში ნიმუშების მოსამზადებლად. UIP400MTP-ს შეუძლია დაამუშაოს პლატები 6, 12, 24, 48, 96, 384, 1536 ან 3456 ფოსოთი. მიკროპლატის ტიპის მიხედვით, თითოეული ფოსო, როგორც წესი, იტევს ათეულობით ნანოლიტრიდან რამდენიმე მილილიტრამდე მოცულობის ნიმუშს. სიცოცხლის მეცნიერების კვლევებში ფართოდ გამოყენებული UIP400MTP ძალიან ხშირად გამოიყენება ნიმუშების მოსამზადებლად ისეთი ანალიზების წინ, როგორიცაა ELISA (ფერმენტთან დაკავშირებული იმუნოსორბენტული ანალიზი) ან PCR, ცილების ანალიზის წინ, ასევე ქრომატინის მოსამზადებლად CHiP-ისა და CHiP-seq-ის წინ, ჰისტონების მოდიფიკაციის იდენტიფიკაციისთვის და სხვა ანალიტიკური დამუშავებებისთვის (მაგ., გელ-ელექტროფორეზი, მას-სპექტრომეტრია).
გაიგეთ მეტი PCR პლატების მაღალი გამტარუნარიანობის დამუშავების შესახებ!

VialTweeter ნიმუშების მოსამზადებლად მაქსიმუმ 10 ვიალაში

VialTweeter არის ფართოდ გამოყენებული ლაბორატორიული ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი VialTweeter, რომელიც მაქსიმუმ 10 ვიალის ერთდროული, ეფექტური და კომფორტული ულტრაბგერითი დამუშავების საშუალებას იძლევა. ვინაიდან ვიალები და სინჯარები (მაგ., Eppendorf-ის ვიალები, კრიოვიალები, ცენტრიფუგის სინჯარები) ირიბად მუშავდება, ნებისმიერი ჯვარედინი კონტამინაცია თავიდან არის აცილებული. ვინაიდან თითოეულ ნიმუშზე ერთი და იმავე ინტენსივობის ულტრაბგერა მოქმედებს, ულტრაბგერითი დამუშავების ყველა შედეგი ერთგვაროვანი და გამეორებადია. VialTweeter აღჭურვილია ყველა ინტელექტუალური ფუნქციით, რომლებიც ჩვენს სხვა ციფრულ მოწყობილობებს აქვს (მაგ., ინტელექტუალური მენიუ, პროგრამირებადი პარამეტრები, ტემპერატურის კონტროლი, დისტანციური მართვა და ა.შ.), რაც მომხმარებლის მაქსიმალურ კომფორტს უზრუნველყოფს.

მრავალთითიანი ზონდები მიკროფოსოებიანი პლატებისთვის

ულტრაბგერითი ზონდური ჰომოგენიზატორებისთვის UP200Ht და UP200St ხელმისაწვდომი მრავალთითიანი ზონდები 4 ან 8 თითით მოსახერხებელი საშუალებაა რამდენიმე ნიმუშის ერთდროულად, ერთსა და იმავე პირობებში ულტრაბგერითი დამუშავებისთვის. მაგალითად, სონოტროდი MTP-24-8-96 რვათითიანი ზონდია, რომელიც იდეალურია ავტომატიზებულ სისტემებში ინტეგრაციისთვის ან მრავალფოსოებიანი პლატების ფოსოებში მოთავსებული ნიმუშების ეფექტური ხელით მომზადებისთვის. მრავალთითიანი სონოტროდი იდეალურია ავტომატიზებული ლაბორატორიებისთვის, სადაც ძირითადად ჭიქებსა და სინჯარებში მოთავსებული ნიმუშები სტანდარტული ულტრაბგერითი სონოტროდით მუშავდება. მრავალთითიანი და სტანდარტული ზონდები შეიძლება რამდენიმე წუთში სწრაფად ჩანაცვლდეს ერთმანეთით, რაც ერთზონდიან ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორს მრავალზონდიან ულტრაბგერით დისრუპტორად აქცევს.

Hielscher ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები DNA ფრაგმენტაციისთვის

Hielscher Ultrasonics გთავაზობთ ულტრაბგერაზე დაფუძნებულ სხვადასხვა პლატფორმას დნმ-ის, რნმ-ისა და ქრომატინის ფრაგმენტაციისთვის. ეს პლატფორმები მოიცავს ულტრაბგერით ზონდებს (სონოტროდებს), ირიბი ულტრაბგერითი დამუშავების სისტემებს რამდენიმე სინჯარაში ან მრავალფოსოებიან პლატებში (მაგ., 96-ფოსოებიანი პლატები, მიკროტიტრული პლატები) მოთავსებული ნიმუშების ერთდროული მომზადებისთვის, სონორეაქტორებსა და ულტრაბგერით ჭიქისებრ რეზონატორებს. დნმ-ის მექანიკური ფრაგმენტაციის ყველა პლატფორმა მუშაობს სიხშირეზე მორგებული, მაღალი წარმადობის ულტრაბგერითი პროცესორებით, რომლებიც ზუსტ მართვას ექვემდებარება და გამეორებად შედეგებს იძლევა.

ულტრაბგერითი პროცესორები ნიმუშების ნებისმიერი რაოდენობისა და ზომისთვის

Hielscher-ის მრავალნიმუშიანი ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორებით VialTweeter (მაქსიმუმ 10 სინჯარისთვის) და UIP400MTP (მიკროპლატების/მრავალფოსოებიანი პლატებისთვის) მარტივად შეიძლება ნიმუშების დამუშავების დროის შემცირება ინტენსიური და ზუსტად მართვადი ულტრაბგერითი დამუშავებით, ამავდროულად DNA-ს ფრაგმენტების ზომის სასურველი განაწილებისა და გამოსავლიანობის მიღებით. DNA-ს ულტრაბგერითი ფრაგმენტაცია ნიმუშების მომზადებას ეფექტურს, საიმედოსა და მასშტაბირებადს ხდის. მუდმივად კონტროლირებადი ულტრაბგერის გამოყენებით პროტოკოლების მასშტაბი შეიძლება წრფივად გაიზარდოს ერთი ნიმუშიდან მრავალ ნიმუშამდე.
პრობული ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები ერთიდან ხუთ თითამდე იდეალურია ნიმუშების მცირე რაოდენობის მომზადებისთვის. Hielscher-ის ლაბორატორიული ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები ხელმისაწვდომია სხვადასხვა ზომის, რათა შევთავაზოთ თქვენ იდეალური მოწყობილობა თქვენი გამოყენებისა და მოთხოვნებისთვის.

ზუსტი პროცესის კონტროლი

ზუსტად მართვადი ულტრაბგერითი დამუშავების პარამეტრები კრიტიკულად მნიშვნელოვანია, რადგან გადაჭარბებულმა ულტრაბგერითმა დამუშავებამ შეიძლება გაანადგუროს დნმ, რნმ და ქრომატინი, ხოლო არასაკმარისმა ულტრაბგერითმა ფრაგმენტაციამ ზედმეტად გრძელი დნმ-ისა და ქრომატინის ფრაგმენტები წარმოქმნას. Hielscher-ის ციფრულ ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებზე მარტივად შეიძლება ულტრაბგერითი დამუშავების ზუსტი პარამეტრების დაყენება. ულტრაბგერითი დამუშავების კონკრეტული პარამეტრები ასევე შეიძლება შენახულ იქნეს წინასწარ დაპროგრამებული პარამეტრების სახით იმავე პროცედურის სწრაფად გასამეორებლად.
ულტრაბგერითი დამუშავების ყველა ციკლი ავტომატურად აღირიცხება და CSV ფაილად ინახება ჩაშენებულ SD-ბარათზე. ეს ჩატარებული ცდების ზუსტი დოკუმენტირებისა და ულტრაბგერითი დამუშავების ციკლების მარტივად გადახედვის საშუალებას იძლევა.
ბრაუზერით დისტანციური მართვის ფუნქციის მეშვეობით ყველა ციფრული ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორის მართვა და მონიტორინგი შესაძლებელია ნებისმიერი სტანდარტული ბრაუზერიდან. დამატებითი პროგრამული უზრუნველყოფის ინსტალაცია საჭირო არ არის, რადგან LAN კავშირი მიერთებისთანავე მუშაობისთვის ძალიან მარტივად გამართვის საშუალებას იძლევა.


გამოყენების მაქსიმალური სიმარტივე ნიმუშების ულტრაბგერითი მომზადებისას

Hielscher-ის ყველა ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი შექმნილია მაღალი წარმადობის ულტრაბგერის მისაწოდებლად და ამავდროულად ყოველთვის მარტივად გამოსაყენებელი და სამართავია. ყველა პარამეტრი მკაფიო მენიუშია სტრუქტურირებულად განლაგებული, რომელზე წვდომაც მარტივად შეიძლება ფერადი სენსორული ეკრანით ან ბრაუზერით დისტანციური მართვის საშუალებით. ინტელექტუალური პროგრამული უზრუნველყოფა პროგრამირებადი პარამეტრებითა და მონაცემთა ავტომატური ჩაწერით უზრუნველყოფს ულტრაბგერითი დამუშავების ოპტიმალურ პარამეტრებს საიმედო და გამეორებადი შედეგებისთვის. მკაფიო და მარტივად გამოსაყენებელი მენიუს ინტერფეისი Hielscher-ის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს მოსახერხებელ და ეფექტურ მოწყობილობებად აქცევს.
ქვემოთ მოცემული ცხრილი წარმოდგენას გაძლევთ ჩვენი ლაბორატორიული ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორების დამუშავების მიახლოებითი შესაძლებლობების შესახებ. ეს მოწყობილობები იდეალურია ნიმუშების მომზადების ისეთი ამოცანებისთვის, როგორიცაა დნმ-ისა და რნმ-ის ფრაგმენტაცია, უჯრედების ლიზისი და ცილების ექსტრაქცია: