Genómový výskum uľahčený ultrazvukom

Genomický výskum spôsobil revolúciu v našom chápaní biologických systémov a umožnil objasnenie zložitých genetických mechanizmov, ktoré sú základom rôznych chorôb a znakov. Sonikácia, technika pôvodne vyvinutá na narušenie bunkových membrán, našla rozsiahle využitie v genómovom výskume. Tento článok poskytuje prehľad o aplikácii ultrazvukom v genomických štúdiách, vrátane izolácie a fragmentácie DNA, imunoprecipitácie chromatínu (ChIP) a prípravy sekvenačných knižníc novej generácie. Tento článok poskytuje prehľad princípov, metodológií a aplikácií ultrazvukom v genomickom výskume a predstavuje vám najvhodnejšie sonikátory pre genomický výskum.

Sonikátori v genómovom výskume

Sonikátor sondového typu UP100H na prípravu biologických vzoriek, napr. Fragmentácia DNA, strihanie chromatínu, lýza buniek.Genomický výskum prešiel v posledných desaťročiach pozoruhodným pokrokom, ktorý je poháňaný vývojom vysokovýkonných sekvenačných technológií a inovatívnych experimentálnych metodík. Tieto pokroky uľahčili komplexnú analýzu genómov, epigenómov a transkriptómov a ponúkli pohľad na genetický základ chorôb, evolúciu a fenotypovú variáciu.
Sonikácia, mechanický proces zahŕňajúci aplikáciu fyzikálnych síl ultrazvuku na narušenie molekulárnych štruktúr, sa ukázal ako všestranný nástroj v genómovom výskume. Sonikácia je dobre zavedená technika používaná na fragmentáciu DNA, strihanie chromatínu a prípravu knižnice NGS.

Žiadosť o informácie





 

Tento návod vysvetľuje, aký typ ultrazvukom je najlepší pre vaše úlohy prípravy vzoriek, ako je lýza, narušenie buniek, izolácia proteínov, fragmentácia DNA a RNA v laboratóriách, analýza a výskum. Vyberte si ideálny typ ultrazvukom pre vašu aplikáciu, objem vzorky, počet vzoriek a priepustnosť. Hielscher Ultrasonics má ideálny ultrazvukový homogenizátor pre vás!

Ako nájsť perfektný sonikátor pre narušenie buniek a extrakciu bielkovín vo vede a analýze

Miniatúra videa

 

Aplikácie ultrazvukom v genómovom výskume

Sonikácia sa aplikuje na biologické vzorky na prípravu vzoriek pred testami, analýzou alebo pri príprave na ďalšie následné procesy. Najbežnejšie aplikácie na prípravu vzoriek pomocou ultrazvukom zahŕňajú:

  • Fragmentácia DNA: Ako prípravný krok pre testy a iné analytické techniky musí byť genómová DNA strihaná na definovanú veľkosť fragmentov.
    Sonikácia sa používa na presnú fragmentáciu genómovej DNA, čo umožňuje generovanie fragmentov DNA požadovaných veľkostí pre rôzne následné aplikácie, vrátane PCR, klonovania a južného blottingu. Sonikácia ponúka výhody oproti enzymatickým metódam, pretože umožňuje flexibilnú kontrolu nad veľkosťou a distribúciou fragmentov. Vysokovýkonná príprava vzoriek s UIP400MTP doskovým sonikátorom zefektívňuje spracovanie veľkých čísel vzoriek.
    Prečítajte si viac o ultrazvuku Fragmentácia DNA a Fragmentácia plazmidov!
  • Imunoprecipitácia chromatínu (ChIP): ChIP je široko používaná technika na skúmanie interakcií proteín-DNA, ako sú modifikácie histónu a väzba transkripčných faktorov. Sonikácia hrá kľúčovú úlohu pri fragmentácii chromatínu na menšie fragmenty (~ 200-1000 bázové páry), ktoré sú prístupné imunoprecipitácii. To umožňuje izoláciu a analýzu špecifických genómových oblastí spojených s požadovanými proteínmi.
  • Sekvenovanie novej generácie (NGS): Vysokovýkonné sekvenačné technológie, ako sú Illumina a Ion Torrent, vyžadujú fragmentovanú DNA na prípravu . Sonikácia uľahčuje riadenú fragmentáciu genómovej DNA na generovanie fragmentov DNA jednotnej veľkosti, ktoré sa následne používajú na konštrukciu knižnice. To zaisťuje presnú reprezentáciu genómového obsahu a zvyšuje efektívnosť sekvenovania.
    Prečítajte si viac o použití ultrazvukom pre sekvenovanie novej generácie!
  • Kompletné nastavenie VialTweeter: VialTweeter sonotrode na Ultrazvukový procesor UP200St

    VialTweeter sonikator na súčasnú prípravu vzoriek viacerých injekčných liekoviek

    Ako si vyberiem najlepší ultrazvukom pre svoj výskum súvisiaci s DNA?

    Termín “Ultrazvukom” sa používa na rôzne modi ultrazvukovej aplikácie. Najrozšírenejšími metódami sú ultrazvukový kúpeľ a sondový sonikátor. Nižšie zistíte, prečo správna voľba sonicator zlepší kvalitu a platnosť vášho výskumu.

    Získajte informácie o rozdieloch medzi rôznymi modelmi ultrasonicator, ich výhodách a obmedzeniach. Tu sa ponoríme do najpoužívanejších modelov sonicator pre genomický výskum.

    Sonikácia kúpeľa: Prečo vám sonikátory typu kúpeľa poskytujú nespoľahlivé, nereprodukovateľné výsledky? Genómové vzorky sa umiestnia do vodného kúpeľa vybaveného niekoľkými ultrazvukovými prevodníkmi pripojenými k dnu nádrže na vodu. Škvrny akustickej kavitácie sa vyskytujú veľmi nerovnomerne v nádrži a neposkytujú konzistentný ultrazvukový výkon. Táto metóda spracováva vzorky s rôznou intenzitou a neposkytuje reprodukovateľné výsledky pri príprave vzoriek, ako je fragmentácia DNA. V dôsledku tohto nerovnomerného zaobchádzania nie je daná kontrola nad veľkosťou fragmentu DNA. Pri bežnom ultrazvukovom kúpeli je spoľahlivý, opakovateľný výskum neuskutočniteľný.
    Chcete sa dozvedieť viac o sondovom type sonicator vs ultrazvukový kúpeľ? Kliknite sem!

    Na rozdiel od ultrazvukového kúpeľa, Hielscher sú presne kontrolovateľné sonikátory, ktoré poskytujú výkonný ultrazvuk. Intenzita ultrazvukom môže byť naladená presne na aplikáciu, aby sa zabránilo nežiaducej degradácii biologických vzoriek. Zaisťuje optimálnu konzerváciu nukleových kyselín a iných biomolekúl počas spracovania vzoriek. To je obzvlášť výhodné pre genomický výskum, kde je integrita vzorky rozhodujúca pre následnú analýzu. Inteligentné funkcie, ako je programovateľné nastavenie, diaľkové ovládanie prehliadača a automatické zaznamenávanie údajov, uľahčujú výskumnú prácu v laboratóriách.

    Hielscher Sonicator modely pre genomický výskum

    • Sonikácia typu sondy: Sonikačná sonda je priamo vložená do vzorkovnice, čo umožňuje lokalizovanú ultrazvukom a presnú kontrolu nad parametrami fragmentácie. Táto metóda sa uprednostňuje pre malé počty vzoriek, ako sú jednotlivé injekčné liekovky alebo kadičky.
      Nájdite všetky sonikátory typu sondy pre fragmentáciu DNA a prípravu vzoriek tu!
    • CupHorn a UIP400MTP: Hielscher sonicator modely Ultrasonic Cuphorn a UIP400MTP Plate Sonicator sa výrazne líšia od bežného ultrazvukového kúpeľa alebo čistiacej nádrže. Zatiaľ čo na prvý pohľad sa princíp nepriameho prenosu ultrazvukových vĺn cez vodný kúpeľ zdá byť podobný – rozdiel medzi Hielscher ultrazvukový cuphorn alebo doska sonicator a bežný ultrazvukový kúpeľ nemôže byť väčší! V systémoch Hielscher je úplné dno cuphorn a tanier sonikator rovnomerne rozrušený silným ultrazvukom. To znamená, že celý povrch vibruje presne rovnakou amplitúdou a frekvenciou. Žiadne mŕtve, nesonikované miesto nie sú nájdené, všetky vzorky sú sonikované v rovnakej intenzite! To zaisťuje jednotné, reprodukovateľné výsledky pri príprave ultrazvukovej vzorky.
      Viac informácií o ultrazvukovom cuphorn nájdete tu!
      Viac informácií o doske-sonicator UIP400MTP nájdete tu!
    • VialTweeter: VialTweeter využíva jedinečný dizajn vibračného bloku sonotródy držiaceho injekčnú liekovku na prenos ultrazvukovej energie priamo do liekoviek so vzorkami bez potreby ponorenia do vodného kúpeľa alebo iného média. Táto nepriama, ale vysoko účinná ultrazvukom metóda je ideálna na liečbu až 10 uzavretých injekčných liekoviek a zabraňuje krížovej kontaminácii.
      Prečítajte si viac o ultrazvukom bez kontaminácie až 10 uzavretých injekčných liekoviek s VialTweeter!
    Ultrazvukový cuphorn pre rovnomernú a intenzívnu sonikáciu až 5 uzavretých skúmaviek a injekčných liekoviek pre rovnomernú a rýchlu sterilnú homogenizáciu vzorky.

    Ultrazvukový CupHorn na intenzívnu ultrazvukom uzavretých skúmaviek a liekoviek na sterilnú fragmentáciu DNA.

    Žiadosť o informácie





    Sonikátori v automatizovaných systémoch – Jednoduchá integrácia

    Hielscher ultrasonicators môžu byť diaľkovo ovládané prostredníctvom ovládania prehliadača. Parametre ultrazvukom je možné monitorovať a presne prispôsobiť požiadavkám procesu.Hielscher sonicators môžu byť integrované do automatizovaných systémov. S otvoreným sieťovým rozhraním a programovacími funkciami sú Hielscher sonicators vhodné pre automatizáciu. Integrácia s automatizáciou a robotikou umožňuje vysokovýkonné spracovanie genómových vzoriek, čo uľahčuje rozsiahle štúdie a iniciatívy personalizovanej medicíny. Možnosť integrácie vášho sonicator do automatizovaného systému prípravy vzoriek optimalizuje manipuláciu so vzorkami a zabezpečí efektívne, reprodukovateľné a bezpečné spracovanie vzoriek v rôznych aplikáciách a typoch vzoriek.

    Prečo Hielscher Ultrasonics?

    • vysoká účinnosť
    • Najmodernejšia technológia
    • Spoľahlivosť & Robustnosť
    • nastaviteľné, presné riadenie procesu
    • Dávkové & Inline
    • pre akýkoľvek objem
    • inteligentný softvér
    • inteligentné funkcie (napr. programovateľné, dátové protokoly, diaľkové ovládanie)
    • Jednoduché a bezpečné ovládanie
    • nízka údržba
    • CIP (čisté miesto)

    Dizajn, výroba a poradenstvo – Kvalita vyrobená v Nemecku

    Hielscher ultrasonicators sú známe svojimi najvyššími štandardmi kvality a dizajnu. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú hladkú integráciu našich ultrazvukových prístrojov do priemyselných zariadení. Drsné podmienky a náročné prostredia ľahko zvládajú ultrazvukové prístroje Hielscher.

    Hielscher Ultrasonics je spoločnosť certifikovaná podľa ISO a kladie osobitný dôraz na vysoko výkonné ultrazvukové prístroje s najmodernejšou technológiou a užívateľskou prívetivosťou. Samozrejme, Hielscher ultrasonicators sú v súlade s CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.

    Nasledujúca tabuľka vám poskytuje informácie o približnej spracovateľskej kapacite našich laboratórnych ultrazvukových prístrojov, ktoré sú ideálne pre úlohy prípravy vzoriek, ako je fragmentácia DNA a RNA, lýza buniek, ako aj izolácia DNA a proteínov:

    Zariadenie Napájanie [W] Typ Objem [mL]
    UIP400MTP (UIP400MTP) 400 pre mikrodosky 6 – 3456 studní
    VialTweeter 200 až 10 injekčných liekoviek plus možnosť upínania 0.5 – 1,5
    UP50H 50 Typ sondy 0.01 – 250
    UP100H 100 Typ sondy 0.01 – 500
    UP200Ht 200 Typ sondy 0.1 – 1000
    UP200St 200 Typ sondy 0.1 – 1000
    UP400St 400 Typ sondy 5,0 – 2000
    CupHorn 200 CupHorn, sonoreactor 10 – 200
    GDmini2 200 bunka bez prúdenia bez kontaminácie

    Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!

    Požiadajte o ďalšie informácie

    Použite nižšie uvedený formulár a požiadajte o ďalšie informácie o ultrazvukových procesoroch, aplikáciách a cene. Radi s vami prediskutujeme váš proces a ponúkneme vám ultrazvukový systém spĺňajúci vaše požiadavky!









    Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


    Tento videoklip ukazuje Hielscher ultrazvukový homogenizátor UP100H, ultrazvukom široko používaný na prípravu vzoriek v laboratóriách.

    Ultrazvukový homogenizátor UP100H

    Miniatúra videa



    často kladené otázky o genomike a ultrazvukom

    Tu nájdete odpovede na najčastejšie kladené otázky, pokiaľ ide o ultrazvukom a genomický výskum.

    Čo robí ultrazvukom na DNA?

    Sonikácia rozdeľuje DNA na menšie fragmenty použitím vysokofrekvenčných zvukových vĺn, ktoré vytvárajú mechanické sily, čo spôsobuje, že vlákna DNA sa zlomia v náhodných bodoch. Nastavenie intenzity ultrazvukom umožňuje vytvoriť väčšie alebo menšie fragmenty DNA v závislosti od požiadaviek na následné spracovanie a analýzu.

    Aký je protokol ultrazvukom pre fragmentáciu DNA?

    Typický sonikačný protokol pre fragmentáciu DNA zahŕňa aplikáciu ultrazvukových vĺn na vzorky DNA v tlmivom roztoku pre sériu krátkych výbuchov, po ktorých nasledujú intervaly chladenia, aby sa zabránilo zahrievaniu vzorky. Parametre ako amplitúda, trvanie a číslo cyklu sú optimalizované na základe typu vzorky a požadovanej veľkosti fragmentu.

    Ako funguje ultrazvukom pri strihaní DNA?

    Sonikácia pre strihanie DNA zahŕňa použitie kontrolovaných mechanických síl na molekuly DNA pomocou ultrazvukových vĺn. Tieto sily narúšajú vodíkové väzby a iné interakcie, ktoré držia vlákna DNA pohromade, čo vedie k náhodným zlomom a fragmentácii DNA na menšie kúsky.

    Ako dlho by ste mali sonikovať vzorky DNA?

    Trvanie ultrazvukom pre vzorky DNA závisí od faktorov, ako je objem vzorky, koncentrácia a požadovaná veľkosť fragmentu. Typicky sa ultrazvukom vykonáva pre krátke výbuchy v rozmedzí od niekoľkých sekúnd do niekoľkých minút, s intervalmi chladenia, aby sa zabránilo prehriatiu vzorky.

    Aký je najlepší sonikátor pre izoláciu DNA?

    Výber najlepšieho sonikátora na izoláciu DNA závisí od faktorov, ako je objem vzorky, priepustnosť a požadovaná veľkosť fragmentu. Niektoré populárne možnosti zahŕňajú Hielscher UIP400MTP doska-sonicator, VialTweeter, CupHorn, a ultrazvuková sonda UP100H. Tieto ultrazvukom ponúkajú presnú kontrolu nad parametrami ultrazvukom a sú vhodné pre rôzne aplikácie izolácie DNA vo výskumných laboratóriách.

    Čo je genomika?

    Genomika je multidisciplinárne odvetvie biológie, ktoré sa ponorí do pochopenia úplného zloženia, funkcií, evolúcie, mapovania a modifikácie genómov. Genóm zahŕňa všetku DNA v organizme, ktorá zahŕňa jeho gény a ich zložitú trojrozmernú organizáciu. Na rozdiel od genetiky, ktorá sa zameriava na jednotlivé gény a ich dedičné vzorce, genomika si kladie za cieľ komplexne charakterizovať a kvantifikovať všetky gény v organizme, objasniť ich interakcie a vplyv na organizmus ako celok. Gény hrajú kľúčovú úlohu pri riadení syntézy proteínov, ktorú uľahčujú enzýmy a molekuly poslov. Tieto proteíny zase tvoria štrukturálne zložky orgánov a tkanív, regulujú biochemické procesy a uľahčujú komunikáciu medzi bunkami. Genomika zahŕňa sekvenovanie a analýzu celých genómov s využitím vysokovýkonných techník sekvenovania DNA a bioinformatických nástrojov na dešifrovanie štruktúry a funkcií genómov v ich celistvosti.
    Genomika je štúdium celého genetického materiálu organizmu vrátane jeho sekvencie, organizácie, funkcie a variácie DNA. Zahŕňa analýzu génov, ich interakcie a ich vplyv na vlastnosti a správanie. Genomický výskum zahŕňa rôzne techniky a prístupy k pochopeniu štruktúry a funkcie genómov, ako aj ich úloh v zdraví, chorobách, evolúcii a iných biologických procesoch.

    Cieľom genomického výskumu je:

    • Sekvenčné genómy: To zahŕňa určenie poradia nukleotidov (A, T, C a G) v DNA organizmu. Môže to byť celý genóm alebo konkrétne oblasti záujmu.
    • Analyzujte genetickú variáciu: Genomický výskum skúma variácie v sekvenciách DNA medzi jednotlivcami alebo populáciami, ktoré môžu poskytnúť pohľad na genetický základ chorôb, znakov a evolučných procesov.
    • Funkčná genomika: Táto oblasť skúma, ako gény fungujú a interagujú medzi sebou a prostredím. Zahŕňa transkriptomiku (štúdium génovej expresie), proteomiku (štúdium proteínov) a metabolomiku (štúdium metabolitov).
    • Porovnávacia genomika: Porovnaním genómov rôznych druhov môžu výskumníci odhaliť evolučné vzťahy, identifikovať chránené regióny a pochopiť genetický základ biologickej diverzity.
    • Lekárska genomika: Genomický výskum v medicíne sa zameriava na pochopenie genetického základu chorôb, predpovedanie rizika ochorenia a vývoj personalizovaných liečebných postupov a intervencií.

    Genomický výskum viedol k významnému pokroku v oblastiach ako medicína, poľnohospodárstvo, evolučná biológia a biotechnológia, čo prispelo k nášmu pochopeniu života na molekulárnej úrovni a zlepšeniu ľudského zdravia a pohody.

    Literatúra/referencie


    Vysoko výkonné ultrazvukom! Produktový rad Hielscher pokrýva celé spektrum od kompaktného laboratórneho ultrasonicator cez stolové jednotky až po plne priemyselné ultrazvukové systémy.

    Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizers z laboratórium na priemyselnej veľkosti.


    Radi prediskutujeme váš proces.

    Poďme sa skontaktovať.