Genomisk forskning underlättas av ultraljudsbehandling

Genomisk forskning har revolutionerat vår förståelse av biologiska system och gjort det möjligt att klarlägga komplexa genetiska mekanismer som ligger bakom olika sjukdomar och egenskaper. Ultraljudsbehandling, en teknik som ursprungligen utvecklades för störning av cellulära membran, har funnit omfattande nytta i genomisk forskning. Denna artikel ger en översikt över tillämpningen av ultraljudsbehandling i genomiska studier, inklusive DNA-isolering och fragmentering, kromatinimmunoprecipitering (ChIP) och beredning av nästa generations sekvenseringsbibliotek. Den här artikeln ger en översikt över principerna, metoderna och tillämpningarna av ultraljudsbehandling i genomisk forskning och introducerar dig till de mest lämpliga ultraljudsapparaterna för genomisk forskning.

Ultraljudstekniker i genomisk forskning

Sond-typ sonikator UP100H för beredning av biologiska prover, t.ex. DNA-fragmentering, kromatinskjuvning, celllys.Genomisk forskning har genomgått anmärkningsvärda framsteg under de senaste decennierna, drivet av utvecklingen av sekvenseringsteknik med hög genomströmning och innovativa experimentella metoder. Dessa framsteg har underlättat den omfattande analysen av genom, epigenom och transkriptom, vilket ger insikter i den genetiska grunden för sjukdomar, evolution och fenotypisk variation.
Ultraljudsbehandling, en mekanisk process som innebär tillämpning av de fysiska krafterna i ultraljud för att störa molekylära strukturer, har dykt upp som ett mångsidigt verktyg inom genomisk forskning. Ultraljudsbehandling är en väletablerad teknik som används för DNA-fragmentering, kromatinklippning, och NGS-biblioteksberedning.

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


 

Denna handledning förklarar vilken typ av sonicator som är bäst för dina provberedningsuppgifter som lys, cellstörning, proteinisolering, DNA- och RNA-fragmentering i laboratorier, analys och forskning. Välj den perfekta ljudbehandlingstypen för din applikation, provvolym, provnummer och genomströmning. Hielscher Ultrasonics har den perfekta ultraljud homogenisator för dig!

Hur man hittar den perfekta Sonicator för cellstörningar och proteinutvinning i vetenskap och analys

Video miniatyr

 

Tillämpningar av ultraljudsbehandling i genomisk forskning

Ultraljudsbehandling tillämpas på biologiska prover för provberedning före analyser, analys eller som förberedelse för ytterligare nedströmsprocesser. De vanligaste provförberedande applikationerna med hjälp av ultraljudsbehandling inkluderar:

  • DNA-fragmentering: Som förberedelsesteg för analyser och andra analystekniker måste genomiskt DNA skjuvas till en definierad storlek på fragment.
    Ultraljudsbehandling används för exakt fragmentering av genomiskt DNA, vilket möjliggör generering av DNA-fragment av önskade storlekar för olika nedströmsapplikationer, inklusive PCR, kloning och Southern blotting. Ultraljudsbehandling erbjuder fördelar jämfört med enzymatiska metoder, eftersom det möjliggör flexibel kontroll över fragmentstorlek och distribution. Provberedning med hög genomströmning med UIP400MTP platta sonikator effektiviserar bearbetningen av stora provantal.
    Läs mer om ultraljud DNA-fragmentering och Fragmentering av plasmider!
  • Kromatinimmunprecipitering (ChIP): ChIP är en allmänt använd teknik för att undersöka protein-DNA-interaktioner, såsom histonmodifieringar och transkriptionsfaktorbindning. Ultraljudsbehandling spelar en avgörande roll för att fragmentera kromatin i mindre fragment (~ 200-1000 baspar), som är mottagliga för immunoprecipitation. Detta möjliggör isolering och analys av specifika genomiska regioner associerade med proteiner av intresse.
  • Nästa generations sekvensering (NGS): Sekvenseringstekniker med hög genomströmning, såsom Illumina och Ion Torrent, kräver fragmenterat DNA för framställning av . Ultraljudsbehandling underlättar kontrollerad fragmentering av genomiskt DNA för att generera DNA-fragment av enhetlig storlek, som sedan används för bibliotekskonstruktion. Detta säkerställer korrekt representation av det genomiska innehållet och förbättrar sekvenseringseffektiviteten.
    Läs mer om användningen av ultraljudsbehandling för Next Gen Sequencing!
  • Komplett VialTweeter setup: VialTweeter sonotrode på ultraljud processor UP200St

    VialTweeter sonicator för samtidig provberedning av flera injektionsflaskor

    Hur väljer jag den bästa ultraljudsmaskinen för min DNA-relaterade forskning?

    Termen “Ultraljudsbehandling” används för olika modi av ultraljudsapplikation. De vanligaste metoderna är ultraljudsbadet och sond-typ sonikator. Nedan kommer du att upptäcka varför rätt val av ultraljudsfilter kommer att förbättra kvaliteten och giltigheten av din forskning ut.

    Lär dig mer om skillnaderna mellan olika ultraljudsmodeller, deras fördelar och begränsningar. Här kommer vi att dyka in i de mest använda ultraljudsmodellerna för genomisk forskning.

    Ultraljudsbehandling av bad: Varför ger sonikatorer av badtyp dig opålitliga, icke-reproducerbara resultat? Genomiska prover placeras i ett vattenbad utrustat med flera ultraljudsgivare fästa på botten av vattentanken. Fläckarna med akustisk kavitation uppstår mycket ojämnt genom tanken och ger inte en konsekvent ultraljudseffekt. Denna metod behandlar proverna med varierande intensitet och ger inga reproducerbara resultat vid provberedning såsom DNA-fragmentering. Som en konsekvens av denna ojämna behandling ges inte kontroll över DNA-fragmentstorleken. Med ett vanligt ultraljudsbad är tillförlitlig, repeterbar forskning omöjlig.
    Vill du lära dig mer om sond-typ sond-typ sonikator vs ultraljudsbad? Klicka här!

    Till skillnad från ett ultraljudsbad är Hielscher exakt kontrollerbara sonikatorer som levererar kraftfullt ultraljud. Intensiteten av ultraljudsbehandling kan ställas in exakt till applikationen så att oönskad nedbrytning av biologiska prover undviks. Det säkerställer optimalt bevarande av nukleinsyror och andra biomolekyler under provbearbetning. Detta är särskilt fördelaktigt för genomisk forskning, där provintegritet är avgörande för nedströmsanalys. Smarta funktioner som programmerbar inställning, fjärrkontroll till webbläsaren och automatisk dataregistrering underlättar forskningsarbetet i laboratorier.

    Hielscher Sonicator modeller för genomisk forskning

    • Sond-typ ultraljudsbehandling: En ultraljudsbehandling sond sätts direkt in i provröret, vilket möjliggör lokaliserad ultraljudsbehandling och exakt kontroll över fragmentering parametrar. Denna metod är att föredra för små prover, t.ex. enstaka ampuller eller bägare.
      Hitta alla sond-typ ultraljudsapparat för DNA-fragmentering och provförberedelse här!
    • CupHorn och UIP400MTP: Hielscher sonicator modeller Ultrasonic Cuphorn och UIP400MTP Plate Sonicator skiljer sig avsevärt från en vanlig ultraljud bad eller rengöring tank. Vid första anblicken verkar principen om indirekt överföring av ultraljudsvågor genom ett vattenbad likartad – skillnaden mellan Hielscher ultraljud cuphorn eller platta sonikator och ett vanligt ultraljud bad kunde inte vara större! Vid Hielscher-system, hela botten av cuphorn och platta sonikator omrörs enhetligt av kraftfullt ultraljud. Detta innebär att hela ytan vibrerar med exakt samma amplitud och frekvens. Ingen död, o-sonikerad plats hittas, alla prover är sonikerade med samma intensitet! Detta säkerställer enhetliga, reproducerbara resultat i din ultraljudsprovberedning.
      Du hittar mer information om ultraljudssignalhornet här!
      Du hittar mer information om platt-ultraljudsbehandling UIP400MTP här!
    • VialTweeter: VialTweeter använder en unik design av en vibrerande ampullhållande blocksonotrode för att överföra ultraljudsenergi direkt in i provflaskor utan behov av nedsänkning i ett vattenbad eller annat medium. Denna indirekta men ändå mycket effektiva ultraljudsbehandling metod är idealisk för behandling av upp till 10 slutna injektionsflaskor och undviker korskontaminering.
      Läs mer om kontamineringsfri ultraljudsbehandling av upp till 10 stängda injektionsflaskor med theVialTweeter!
    Ultraljud cuphorn för enhetlig och intensiv ultraljudsbehandling av upp till 5 slutna rör och injektionsflaskor för enhetlig och snabb steril provhomogenisering.

    Ultraljud CupHorn för intensiv ultraljudsbehandling av slutna rör och injektionsflaskor för steril DNA-fragmentering.

    Informationsförfrågan




    Notera vår Integritetspolicy.


    Ultraljudstekniker i automatiserade system – Enkel integration

    Hielscher ultrasonicators kan fjärrstyras via webbläsarkontroll. Ultraljudsbehandling parametrar kan övervakas och justeras exakt till processkraven.Hielscher sonikatorer kan integreras i automatiserade system. Med ett öppet nätverksgränssnitt och programmeringsfunktioner är Hielscher sonikatorer lämpliga för automatisering. Integrationen med automatisering och robotik möjliggör bearbetning av genomiska prover med hög genomströmning, vilket underlättar storskaliga studier och initiativ för personlig medicin. Möjligheten att integrera din sonikator i ett automatiserat provberedningssystem optimerar provhanteringen och kommer att säkerställa effektiv, reproducerbar och säker provbearbetning över en mängd olika applikationer och provtyper.

    Varför Hielscher Ultrasonics?

    • hög effektivitet
    • Toppmodern teknik
    • Tillförlitlighet & Robusthet
    • Justerbar, exakt processtyrning
    • Batch & Inline
    • för valfri volym
    • intelligent programvara
    • smarta funktioner (t.ex. programmerbar, dataprotokoll, fjärrkontroll)
    • Enkelt och säkert att använda
    • lågt underhåll
    • CIP (clean-in-place)

    Design, tillverkning och rådgivning – Kvalitet tillverkad i Tyskland

    Hielscher ultrasonicators är kända för sina högsta kvalitets- och designstandarder. Robusthet och enkel användning möjliggör smidig integration av våra ultrasonicators i industrianläggningar. Tuffa förhållanden och krävande miljöer hanteras enkelt av Hielscher ultrasonicators.

    Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultrasonicators med state-of-the-art teknik och användarvänlighet. Naturligtvis är Hielscher ultrasonicators CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.

    Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra labbultraljudsapparater, som är idealiska för provberedningsuppgifter såsom DNA- och RNA-fragmentering, celllys samt DNA- och proteinisolering:

    Enhet Strömförsörjning [W] Typ Volym [mL]
    UIP400MTP 400 för mikroplattor 6 – 3456 brunnar
    VialTweeter 200 för upp till 10 injektionsflaskar plus kläm-på-möjlighet 05. den femte – 1,5
    UP50H 50 Sond-typ 0.01 – 250
    UP100H 100 Sond-typ 0.01 – 500
    Uf200 ः t 200 Sond-typ 0den första. 1 – 1000
    UP200St 200 Sond-typ 0den första. 1 – 1000
    UP400St 400 Sond-typ 5,0 – 2000
    Cuphorn 200 CupHorn, sonoreactor 10 – 200
    GDmini2 200 kontamineringsfri flödescell

    Kontakta oss! / Fråga oss!

    Be om mer information

    Använd formuläret nedan för att begära ytterligare information om ultraljud processorer, applikationer och pris. Vi kommer gärna att diskutera din process med dig och erbjuda dig ett ultraljudssystem som uppfyller dina krav!









    Observera att våra Integritetspolicy.


    Detta videoklipp visar Hielscher ultraljud homogenisator UP100H, en ultrasonicator som ofta används för provberedning i laboratorier.

    Ultraljud homogenisator UP100H

    Video miniatyr



    Vanliga frågor om genomik och ultraljudsbehandling

    Här hittar du svaren på de vanligaste frågorna när det gäller ultraljud och genomisk forskning.

    Vad betyder ultraljudsbehandling till DNA?

    Ultraljudsbehandling bryter DNA i mindre fragment genom att applicera högfrekventa ljudvågor som skapar mekaniska krafter, vilket gör att DNA-strängar går sönder vid slumpmässiga punkter. Justering av intensiteten av ultraljudsbehandling gör det möjligt att skapa större eller mindre DNA-fragment beroende på kraven för efterföljande bearbetning och analys.

    Vad är ultraljudsbehandling protokoll för DNA-fragmentering?

    Ett typiskt ultraljudsbehandlingsprotokoll för DNA-fragmentering innebär att man applicerar ultraljudsvågor på DNA-prover i en buffertlösning för en serie korta skurar, följt av kylningsintervall för att förhindra provuppvärmning. Parametrar som amplitud, varaktighet och cykelnummer optimeras baserat på provtyp och önskad fragmentstorlek.

    Hur fungerar ultraljudsbehandling för DNA-klippning?

    Ultraljudsbehandling för DNA-skjuvning innebär att man applicerar kontrollerade mekaniska krafter på DNA-molekyler med hjälp av ultraljudsvågor. Dessa krafter stör vätebindningarna och andra interaktioner som håller ihop DNA-strängarna, vilket resulterar i slumpmässiga brott och fragmentering av DNA:t i mindre bitar.

    Hur länge ska du sonikera DNA-prover?

    Varaktigheten av ultraljudsbehandling för DNA-prover beror på faktorer som provvolym, koncentration, och önskad fragmentstorlek. Vanligtvis, ultraljudsbehandling utförs för korta skurar som sträcker sig från några sekunder till flera minuter, med kylningsintervall för att förhindra överhettning av provet.

    Vilken är den bästa ultraljudsbehandlingen för DNA-isolering?

    Valet av den bästa ultraljudsapparaten för DNA-isolering beror på faktorer som provvolym, genomströmning och önskad fragmentstorlek. Några populära alternativ inkluderar Hielscher UIP400MTP platt-sonikator, VialTweeter, CupHorn och ultraljudssonden UP100H. Dessa ultraljudstekniker erbjuder exakt kontroll över ultraljudsbehandling parametrar och är lämpliga för olika DNA-isolering applikationer i forskningslaboratorier.

    Vad är genomik?

    Genomik är en tvärvetenskaplig gren av biologin som fördjupar sig i att förstå den fullständiga sammansättningen, funktionerna, evolutionen, kartläggningen och modifieringen av genom. Ett genom omfattar allt DNA i en organism, som omfattar både dess gener och deras intrikata tredimensionella organisation. Till skillnad från genetik, som fokuserar på enskilda gener och deras nedärvningsmönster, syftar genomik till att på ett omfattande sätt karakterisera och kvantifiera alla gener inom en organism, belysa deras interaktioner och inverkan på organismen som helhet. Gener spelar en central roll för att styra syntesen av proteiner, vilket underlättas av enzymer och budbärarmolekyler. Dessa proteiner utgör i sin tur de strukturella komponenterna i organ och vävnader, reglerar biokemiska processer och underlättar cell-till-cell-kommunikation. Genomik omfattar sekvensering och analys av hela genom, med hjälp av DNA-sekvenseringstekniker med hög genomströmning och bioinformatikverktyg för att dechiffrera genomens struktur och funktioner i sin helhet.
    Genomik är studiet av en organisms hela genetiska material, inklusive dess DNA-sekvens, organisation, funktion och variation. Det omfattar analys av gener, deras interaktioner och deras inflytande på egenskaper och beteenden. Genomisk forskning involverar olika tekniker och tillvägagångssätt för att förstå genomens struktur och funktion, samt deras roller i hälsa, sjukdom, evolution och andra biologiska processer.

    Genomisk forskning syftar till att:

    • Sekvens genom: Detta innebär att man bestämmer ordningen på nukleotider (A, T, C och G) i en organisms DNA. Detta kan vara hela genomet eller specifika regioner av intresse.
    • Analysera genetisk variation: Genomisk forskning utforskar variationer i DNA-sekvenser mellan individer eller populationer, vilket kan ge insikter i den genetiska grunden för sjukdomar, egenskaper och evolutionära processer.
    • Funktionsgenomik: Inom detta område undersöks hur gener fungerar och interagerar med varandra och miljön. Det inkluderar transkriptomik (studie av genuttryck), proteomik (studie av proteiner) och metabolomik (studie av metaboliter).
    • Komparativ genomik: Genom att jämföra arvsmassan mellan olika arter kan forskare avslöja evolutionära släktskap, identifiera bevarade regioner och förstå den genetiska grunden för biologisk mångfald.
    • Medicinsk genomik: Genomisk forskning inom medicin fokuserar på att förstå den genetiska grunden för sjukdomar, förutsäga sjukdomsrisk och utveckla personliga behandlingar och interventioner.

    Genomisk forskning har lett till betydande framsteg inom områden som medicin, jordbruk, evolutionsbiologi och bioteknik, vilket bidrar till vår förståelse av livet på molekylär nivå och förbättrar människors hälsa och välbefinnande.

    Litteratur / Referenser


    Högpresterande ultraljud! Hielscher produktsortiment täcker hela spektrumet från den kompakta lab ultrasonicator över bänk-top enheter till fullindustriella ultraljud system.

    Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljud homogenisatorer från Labb till industriell storlek.


    Vi diskuterar gärna din process.

    Låt oss komma i kontakt.