Ultradźwiękowa fragmentacja DNA dla sekwencjonowania następnej generacji

Sekwencjonowanie następnej generacji (NGS) wymaga niezawodnego ścinania i fragmentacji genomowego DNA w celu sekwencjonowania genomowych nici DNA i tworzenia bibliotek genomowych. Kontrolowana fragmentacja DNA na fragmenty jest istotnym etapem przygotowania próbki wymaganym przed sekwencjonowaniem DNA. Ultrasonikowanie jest sprawdzoną, wydajną i niezawodną techniką fragmentacji DNA o określonej długości. Ultradźwiękowe protokoły fragmentacji DNA pozwalają na uzyskanie powtarzalnych wyników fragmentacji. Ultradźwiękowe urządzenia firmy Hielscher są w stanie wytworzyć szeroki zakres rozkładu wielkości fragmentów genomowego DNA, który można precyzyjnie kontrolować za pomocą parametrów pracy. Ponieważ ultradźwiękowe systemy do rozdrabniania DNA firmy Hielscher są dostępne dla pojedynczych i wielokrotnych fiolek, jak również dla mikropłytek, przygotowanie próbek staje się wysoce wydajne.

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


Ultrasonic DNA fragmentation is frequently used as sample preparation step in Next Generation Sequencing (NGS)

Elektroforetyczną analizę genomowego DNA z E. coli EDL933 poddanego 0 - 15 min działaniu ultradźwięków. L oznacza DNA drabinka. (Basselet i wsp., 2008)

Zalety ultradźwiękowego rozdrabniania DNA

  • powtarzalne / odtwarzalne wyniki
  • precyzyjnie regulowana w celu uzyskania określonej długości fragmentu
  • szybkie przetwarzanie
  • spójne wyniki fragmentacji DNA
  • urządzenia dla dowolnych objętości próbek (np. wiele fiolek lub mikropłytek)
  • wysoka wydajność
  • precyzyjna kontrola temperatury
  • prosta, przyjazna dla użytkownika obsługa

Sekwencjonowanie Next-Gen: Ultradźwiękowa fragmentacja DNA do przygotowania biblioteki

W celu przeprowadzenia sekwencjonowania następnej generacji należy wykonać trzy podstawowe kroki: (1) przygotowanie biblioteki, (2) sekwencjonowanie i (3) analizę danych. Podczas przygotowywania biblioteki DNA jest fragmentowane, następnie końce fragmentów są naprawiane (polerowane) poprzez dodanie pojedynczej zasady adeninowej, a docelowe fragmenty są przekształcane w dwuniciowe DNA. Na koniec tzw. adaptery są dołączane przez ligację, PCR lub tagowanie, tak aby końcowy produkt DNA biblioteki mógł być oznaczony ilościowo do sekwencjonowania.
Fragmentacja DNA przy użyciu sonikacji: Zwłaszcza w przypadku technologii sekwencjonowania krótkich odczytów, takich jak Illumina, które nie są w stanie łatwo odczytać dłuższych fragmentów DNA, stanowiska DNA muszą zostać pofragmentowane do określonego rozmiaru, co można niezawodnie osiągnąć za pomocą ultradźwięków.
Ultrasonikowanie może być niezawodnie stosowane do fragmentacji DNA, RNA i chromatyny.

Jak działa ultradźwiękowe rozdrabnianie DNA?

Sonikacja, znana również jako akustyczna obróbka próbek, jest szeroko stosowaną metodą fragmentacji DNA. W przypadku ultradźwiękowego cięcia DNA, próbki poddawane są działaniu fal ultradźwiękowych w kontrolowanych warunkach. Zasada działania ultradźwiękowej fragmentacji DNA oparta jest na wibracjach i kawitacji generowanych przez fale ultradźwiękowe. Siły ścinające, które powstają w wyniku kawitacji ultradźwiękowej (akustycznej) rozbijają wysokocząsteczkowe cząsteczki DNA. Ustawienia sonikacji takie jak intensywność (amplituda, czas trwania), tryb pulsacji i temperatura pozwalają na precyzyjną fragmentację DNA do określonej, pożądanej długości fragmentów DNA. Podczas gdy DNA jest często redukowany do 100 do 600 bp przy użyciu ultradźwięków, dłuższe fragmenty DNA do 1300 bp mogą być uzyskane, gdy zastosowane są łagodniejsze warunki ultradźwiękowe.

Ultrasonic homogenizers are reliable for DNA shearing

Ultradźwiękowe ścinanie DNA podczas ChIP – immunoprecypitacja chromatyny
Zaadaptowano z Jkwchui pod CC-BY-SA.03

Kontrola temperatury w celu zapobieżenia degradacji DNA

Dwuniciowy kształt molekularny DNA jest bardzo wrażliwy na podwyższoną temperaturę, dlatego dokładna kontrola temperatury podczas przygotowania próbki jest kluczowym czynnikiem dla uzyskania wiarygodnych wyników analizy.
Niezależnie od tego, czy używacie Państwo ultradźwięków sondowych firmy Hielscher, VialTweeter czy UIP400MTP – ciągłe monitorowanie i kontrola temperatury jest zapewniona dzięki podłączanemu czujnikowi temperatury i oprogramowaniu inteligentnego urządzenia. Aby utrzymać temperaturę w określonym zakresie, można ustawić górną i dolną granicę temperatury. Po przekroczeniu tej wartości granicznej ultradźwiękowiec zatrzymuje się i automatycznie kontynuuje sonikację, gdy temperatura obniży się o ustawioną wartość ∆T.
Zaawansowane oprogramowanie ultradźwiękowych urządzeń firmy Hielscher zapewnia niezawodne utrzymanie idealnych warunków obróbki próbek.

Fragmentacja masowych próbek DNA za pomocą ultradźwiękowego urządzenia do płyt wielokomorowych UIP400MTP

Ultrasonic Multi-Sample Preparation Unit UIP400MTP for multi-well plate sonicationLiczba próbek w naukach przyrodniczych znacznie wzrosła w ciągu ostatniej dekady. Oznacza to, że bardzo duża liczba próbek (np. 384, 1536 lub 3456 dołków na mikropłytkę) musi być przetwarzana podczas przygotowania próbki i analizy w jednakowych warunkach, aby uzyskać porównywalne i ważne wyniki. Z UIP400MTP, Hielscher Ultrasonics podąża za trendem masowego przetwarzania próbek. UIP400MTP jest ultradźwiękowym urządzeniem do przygotowywania próbek z wykorzystaniem mikropłytek. UIP400MTP może przetwarzać płytki z 6, 12, 24, 48, 96, 384, 1536 lub 3456 dołkami. W zależności od typu mikropłytki, każda studzienka może pomieścić próbki o objętości od kilkudziesięciu nanolitrów do kilku mililitrów. Szeroko stosowany w badaniach z zakresu nauk przyrodniczych, UIP400MTP jest bardzo często używany do przygotowania próbek przed testami takimi jak ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) lub PCR, przed analizą białek, jak również do przygotowania chromatyny przed CHiP i CHiP-seq, identyfikacji modyfikacji histonów i innych zabiegów analitycznych (np. elektroforeza żelowa, spektrometria mas).

VialTweeter do rozdzielania próbek z maksymalnie 10 fiolek

Pełna konfiguracja VialTweeter: VialTweeter sonotroda na procesorze ultradźwiękowej UP200StVialTweeter jest szeroko stosowanym w laboratoriach ultradźwiękowym urządzeniem VialTweeter, które umożliwia efektywną i wygodną sonikację do 10 fiolek jednocześnie. Ponieważ sonikacja fiolek i probówek (np. fiolek Eppendorf, fiolek krio, probówek wirówkowych) odbywa się pośrednio, unika się zanieczyszczenia krzyżowego. Ponieważ do każdej próbki doprowadzana jest taka sama intensywność ultradźwięków, wszystkie wyniki sonikacji są jednorodne i powtarzalne. VialTweeter, podobnie jak inne nasze urządzenia cyfrowe, oferuje wszystkie inteligentne funkcje (np. inteligentne menu, możliwość programowania ustawień, kontrola temperatury, zdalne sterowanie itp.

Sonda wielopalcowa do płytek mikrowelkowych

4 probe heads or 4 sonotrodes for simultaneous sonication of 4 samples at the same intensity with the Hielscher 200 watts ultrasonicator models UP200ST and UP200HTDostępne dla homogenizatorów UP200Ht i UP200St sondy wielopalcowe z 4 lub 8 palcami są wygodną opcją sonikacji wielu próbek w tym samym czasie i w tych samych warunkach. Przykładowo, sonotroda MTP-24-8-96 jest sondą ośmiopalcową, która jest idealna do integracji w systemach automatycznych lub do efektywnego ręcznego przygotowania próbek w studzienkach płytek wielodołkowych. Sonotroda wielopalcowa jest idealna do zautomatyzowanych laboratoriów, w których pracuje się głównie ze zlewkami i probówkami przy użyciu standardowej sonotrody ultradźwiękowej. Sondy wielopalczaste i standardowe można szybko zamienić miejscami w ciągu kilku minut, przekształcając ultradźwiękowiec z jedną sondą w ultradźwiękowy disruptor z wieloma sondami.

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


Ultradźwiękowe urządzenia Hielscher do rozdrabniania DNA

Firma Hielscher Ultrasonics oferuje różne platformy ultradźwiękowe do fragmentacji DNA, RNA i chromatyny. Do tych różnych platform należą sondy ultradźwiękowe (sonotrody), rozwiązania sonikacji pośredniej do jednoczesnego przygotowywania próbek w wielu probówkach lub płytkach wielodołkowych (np. 96-dołkowych, mikropłytkach), sonoreaktory i kopułki ultradźwiękowe. Wszystkie platformy do ścinania DNA są napędzane przez dostrojone częstotliwościowo, wysokowydajne procesory ultradźwiękowe, które są precyzyjnie sterowane i zapewniają powtarzalne wyniki.

Procesory ultradźwiękowe dla dowolnej liczby i wielkości próbek

Dzięki ultradźwiękowym urządzeniom firmy Hielscher VialTweeter (do 10 probówek) i UIP400MTP (do mikropłytek/płytek wielokomorowych) można w prosty sposób skrócić czas obróbki próbek dzięki intensywnej i precyzyjnie kontrolowanej ultradźwiękowej obróbce, uzyskując jednocześnie pożądany rozkład wielkości fragmentów DNA i wydajność. Ultradźwiękowa fragmentacja DNA sprawia, że przygotowanie próbki jest wydajne, niezawodne i skalowalne. Protokoły mogą być liniowo skalowane od jednej do wielu próbek poprzez zastosowanie stale kontrolowanych ultradźwięków.
Ultradźwiękowe urządzenia z jednym do pięciu palców są idealne do przygotowywania mniejszych ilości próbek. Ultradźwiękowe urządzenia laboratoryjne firmy Hielscher są dostępne w różnych wielkościach, dzięki czemu możemy polecić Państwu idealne urządzenie do Państwa zastosowań i wymagań.

dokładne sterowanie procesem

Hielscher ultrasonicators can be remotely controlled via browser control. Sonication parameters can be monitored and adjusted precisely to the process requirements.Precyzyjna kontrola ustawień sonikacji ma decydujące znaczenie, ponieważ wyczerpująca sonikacja może zniszczyć DNA, RNA i chromatynę, natomiast nieodpowiednie ścinanie ultradźwiękami powoduje powstawanie zbyt długich fragmentów DNA i chromatyny. Cyfrowe ultradźwięki firmy Hielscher mogą być łatwo ustawione na precyzyjne parametry sonikacji. Konkretne ustawienia sonikacji mogą być również zapisane jako ustawienia programowane w celu szybkiego powtórzenia tej samej procedury.
Wszystkie sonikacje są automatycznie protokołowane i zapisywane jako plik CSV na wbudowanej karcie SD. Pozwala to na dokładną dokumentację przeprowadzonych prób i umożliwia łatwą korektę przebiegu sonikacji.
Dzięki zdalnemu sterowaniu przez przeglądarkę wszystkie cyfrowe ultradźwięki mogą być obsługiwane i nadzorowane przez każdą standardową przeglądarkę. Instalacja dodatkowego oprogramowania nie jest konieczna, ponieważ połączenie LAN umożliwia bardzo prostą konfigurację plug-n-play.

Najwyższa przyjazność dla użytkownika w ultradźwiękowym przygotowaniu próbek

Wszystkie ultradźwięki firmy Hielscher zostały zaprojektowane tak, aby zapewnić wysoką wydajność ultradźwięków, a jednocześnie zawsze być bardzo przyjazne dla użytkownika i łatwe w obsłudze. Wszystkie ustawienia są uporządkowane w przejrzystym menu, do którego można łatwo dotrzeć za pomocą kolorowego wyświetlacza dotykowego lub pilota przeglądarki. Inteligentne oprogramowanie z programowalnymi ustawieniami i automatycznym zapisem danych zapewnia optymalne ustawienia sonikacji dla wiarygodnych i powtarzalnych wyników. Przejrzysty i łatwy w obsłudze interfejs menu czyni z ultradźwiękowców Hielscher przyjazne dla użytkownika i wydajne urządzenia.
Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność naszych ultradźwiękowych urządzeń laboratoryjnych, które są idealne do przygotowywania próbek, takich jak fragmentacja DNA i RNA, liza komórek oraz ekstrakcja białek:

Urządzenie Moc [W] Rodzaj Objętość [ml]
UIP400MTP 400 dla mikropłytek 6 – 3456 studnie
VialTweeter 200 dla maks. 10 fiolek z możliwością zamocowania 00,5 – 1.5
UP50H 50 Sonda typu 00,01 – 250
UP100H 100 Sonda typu 00,01 – Processor ultradźwiękowe 500
UP200Ht 200 Sonda typu 00,1 – 1000
UP200St 200 Sonda typu 00,1 – 1000
UP400St 400 Sonda typu 5.0 – 2000
Kuponik 200 CupHorn, sonoreaktor. 10 – 200
GDmini2 200 kontaminacji kuweta przepływowa

Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!

Poproś o więcej informacji

Prosimy o skorzystanie z poniższego formularza w celu uzyskania dodatkowych informacji na temat procesorów ultradźwiękowych, zastosowań i ceny. Chętnie omówimy z Państwem proces i zaproponujemy Państwu system ultradźwiękowy spełniający Państwa wymagania!









Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.


The VialTweeter is a MultiSample Ultraonicator that allows for reliable sample preparation under precisely controlled temperature conditions.

Ultradźwiękowe urządzenie do przygotowywania wielu próbek VialTweeter pozwala na jednoczesną sonizację do 10 fiolek. Za pomocą urządzenia zaciskowego VialPress można wcisnąć do 4 dodatkowych rurek do przodu w celu uzyskania intensywnej echosondykacji.


Sonotroda MTP-24-8-96 posiada osiem sond ultradźwiękowych do sondowania dołków płytek mikrotitracyjnych.

Sonotroda MTP-24-8-96 posiada osiem sond ultradźwiękowych do sondowania dołków płytek mikrotitracyjnych.



Literatura / materiały źródłowe

Fakty Warto wiedzieć

Co to jest sekwencjonowanie następnej generacji?

Sekwencjonowanie nowej generacji, także sekwencjonowanie nowej generacji (Next Gen Sequencing, NGS), sekwencjonowanie o dużej wydajności lub sekwencjonowanie drugiej generacji, odnosi się do podejścia masowego sekwencjonowania równoległego, w którym bardzo duże (masywne) ilości DNA, składające się z milionów fragmentów, są sekwencjonowane równolegle w jednym przebiegu.
W celu przeprowadzenia sekwencjonowania następnej generacji należy wykonać trzy podstawowe kroki: (1) przygotowanie biblioteki, (2) sekwencjonowanie i (3) analizę danych. Podczas przygotowania biblioteki, nici DNA muszą zostać pofragmentowane na fragmenty DNA o określonej długości. Sonikacja jest jedną z preferowanych technik fragmentacji DNA.
Podczas procesu sekwencjonowania DNA, kolejność nukleotydów w DNA – określana jest sekwencja kwasu nukleinowego. Sekwencja kwasu nukleinowego składa się z czterech zasad nukleotydowych - adeniny, cytozyny, guaniny i tyminy. – które kodują informacje.
Sekwencjonowanie nowej generacji napędza badania w naukach przyrodniczych i medycynie spersonalizowanej, ponieważ sekwencjonowanie DNA i RNA jest szeroko stosowane w badaniach genomicznych, badaniach nad rakiem, rzadkimi i złożonymi chorobami, badaniach mikrobiologicznych, agrigenomice i wielu innych dziedzinach badań.

Sekwencjonowanie następnej generacji a sekwencjonowanie metodą Sangera

Podczas gdy dzięki sekwencjonowaniu następnej generacji (NGS) możliwe jest sekwencjonowanie ogromnej liczby próbek genomowych, sekwencjonowanie metodą Sangera (znane również jako metoda terminacji łańcucha lub sekwencjonowanie pierwszej generacji) umożliwia sekwencjonowanie jedynie niewielkiej liczby próbek. Sekwencjonowanie Sangera sekwencjonuje tylko pojedynczy fragment DNA w danym czasie i może być wykonane w ciągu jednego dnia. Ze względu na swoją dokładność, sekwencjonowanie Sangera jest również uważane za technologię złotego standardu, która jest używana do weryfikacji wyników uzyskanych przez sekwencjonowanie następnej generacji.
Sekwencjonowanie metodą Sangera osiąga długość odczytu około 800bp (typowo 500-600bp w przypadku niewzbogaconego DNA). Dłuższe odczyty w sekwencjonowaniu Sangera wykazują znaczącą przewagę nad innymi metodami sekwencjonowania, szczególnie w zakresie sekwencjonowania powtarzających się regionów genomu. Wyzwanie związane z krótkimi odczytami danych sekwencyjnych jest szczególnie istotne w sekwencjonowaniu nowych genomów (de novo) oraz w sekwencjonowaniu wysoce rearanżowanych segmentów genomu, typowo spotykanych w genomach nowotworowych lub w regionach chromosomów wykazujących zmienność strukturalną. [cp. Morozova i Marra, 2008].


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Firma Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do wielkość przemysłowa.