Hielscher Ultrasonics
Будемо раді обговорити Ваш процес.
Зателефонуйте нам: +49 3328 437-420
Напишіть нам: info@hielscher.com

Ультразвукова фрагментація ДНК для секвенування наступного покоління

Секвенування наступного покоління (NGS) вимагає надійного зсуву та фрагментації геномної ДНК з метою секвенування геномних ланцюгів ДНК та створення бібліотек геному. Контрольована фрагментація ДНК на фрагменти ДНК є важливим етапом підготовки зразків, необхідним перед секвенуванням ДНК. Ультразвук зарекомендував себе як ефективний і надійний метод фрагментації ДНК певної довжини. Протоколи ультразвукової фрагментації ДНК дозволяють досягти відтворюваних результатів фрагментації. Ультразвукові апарати Hielscher здатні виробляти широкий спектр розподілів за розміром геномних фрагментів ДНК, які точно контролюються за допомогою робочих параметрів. Оскільки ультразвукові системи для стрижки ДНК Hielscher випускаються для одиночних і декількох флаконів, а також для мікропланшетів, підготовка зразків стає високоефективною.

Інформаційний запит




Зверніть увагу на наш Політика конфіденційності.




UIP400MTP Plate Sonicator для високопродуктивної підготовки зразків: UIP400MTP рівномірно ультразвукує зразки в багатолункових мікротитрових пластинах і 96-лункових пластинах, руйнуючи клітини, витягуючи білки, фрагментуючи ДНК, РНК і фібрили альфа-синуклеїну.

Пластинчастий сонікатор UIP400MTP Для високопродуктивної пробопідготовки рівномірно ультразвукує зразки в багатолункових, мікротитрових пластинах і 96-лункових планшетах

Переваги ультразвукової фрагментації ДНК

  • Повторювані / відтворювані результати
  • точно регулюється для отримання певної довжини фрагмента
  • Швидка обробка
  • стабільні результати фрагментації ДНК
  • пристрої для будь-яких обсягів зразків (наприклад, кілька флаконів або мікропланшетів)
  • висока пропускна здатність
  • Точний контроль температури
  • Просте, зручне керування

Секвенування нового покоління: ультразвукова фрагментація ДНК для підготовки бібліотеки

Для того, щоб виконати секвенування наступного покоління, необхідно виконати три основні етапи: (1) підготовка бібліотеки, (2) секвенування та (3) аналіз даних. Під час бібліотечної підготовки ДНК фрагментують, потім кінці фрагментів репарують (полірують) шляхом додавання однієї аденінної основи, а цільові фрагменти перетворюють на дволанцюгову ДНК. Нарешті, так звані адаптери кріпляться за допомогою лігування, ПЛР або мічення, щоб кінцевий бібліотечний продукт ДНК міг бути кількісно визначений для секвенування.
Фрагментація ДНК за допомогою ультразвуку: Особливо коли технології короткочитаного секвенування, такі як Illumina, які не можуть легко зчитувати довші фрагменти ДНК, стенди ДНК повинні бути фрагментовані до певного розміру, якого можна надійно досягти за допомогою ультразвуку.
Ультразвук можна надійно використовувати для фрагментації ДНК, РНК і хроматину.

Послідовність наступного покоління – Підготовка бібліотеки

Ультразвукова фрагментація ДНК зазвичай використовується при підготовці бібліотек секвенування ДНК для платформ секвенування наступного покоління (NGS). Ця техніка використовується для розщеплення молекул ДНК на більш дрібні фрагменти потрібного діапазону розмірів, що полегшує подальші етапи підготовки бібліотеки. Ультразвукова фрагментація ДНК зазвичай потрібна на етапі підготовки бібліотеки робочих процесів NGS для фрагментації геномної ДНК на менші фрагменти, придатні для подальшої обробки та секвенування. Він відіграє вирішальну роль у забезпеченні успіху експерименту з секвенування шляхом генерації фрагментів ДНК відповідного діапазону розмірів для конкретної використовуваної платформи секвенування.

Ультразвукова фрагментація ДНК часто використовується як етап підготовки зразків у секвенуванні наступного покоління (NGS)

Електрофоретичні аналізи геномної ДНК кишкової палички EDL933 піддавали ультразвуку тривалістю 0 – 15 хв. L вказує на сходи ДНК. (Basselet та ін., 2008)

Послідовність наступного покоління – Етапи процесу:

  • Ультразвукова фрагментація ДНК: Перед будівництвом бібліотеки геномну ДНК фрагментують на менші, більш керовані частини. Ультразвукова фрагментація передбачає використання високочастотних звукових хвиль для зрізу молекул ДНК на фрагменти потрібного діапазону розмірів. Цей крок має вирішальне значення, оскільки він допомагає гарантувати, що зчитування послідовності, згенероване пізніше, матиме відповідну довжину для використовуваної платформи секвенування. Діапазон розмірів фрагментів може бути скоригований залежно від конкретних вимог експерименту з секвенування.
  • Клональна ампліфікація методом ПЛР: Після ультразвукової фрагментації фрагменти ДНК піддаються репарації кінців, перев'язці адаптерів та ампліфікації ПЛР для створення остаточних бібліотек секвенування ДНК. Ці кроки готують фрагментовані молекули ДНК до процесу секвенування шляхом додавання послідовностей адаптерів, необхідних для зв'язування, до платформи секвенування та забезпечення місць праймінгу для ампліфікації ПЛР.
  • Секвенування ДНК шляхом синтезу: Після того, як бібліотеки секвенування підготовлені, починається процес секвенування ДНК шляхом синтезу (SBS). Під час СБС послідовність ДНК визначається послідовним приєднанням нуклеотидів до комплементарного ланцюга. Цей етап включає циклічні реакції включення нуклеотидів, візуалізації та розщеплення, що дозволяє визначити послідовність ДНК на основі флуоресцентних сигналів, що випромінюються включеними нуклеотидами.
  • Масово паралельне секвенування: На останньому етапі просторово сегреговані, ампліфіковані матриці ДНК секвенуються одночасно масово паралельно. Цей високопродуктивний підхід до секвенування дозволяє генерувати від мільйонів до мільярдів зчитувань секвенування за один цикл секвенування, що дозволяє ефективно та швидко визначати послідовності ДНК.

Як відбувається ультразвукова фрагментація ДНК?

Ультразвукова діагностика, також відома як обробка акустичних зразків, є широко використовуваним методом фрагментації ДНК. Для ультразвукового зрізу ДНК зразки піддаються впливу ультразвукових хвиль у контрольованих умовах. Принцип роботи ультразвукової фрагментації ДНК заснований на вібраціях і кавітації, що генеруються ультразвуковими хвилями. Зсувні сили, що виникають в результаті ультразвукової (акустичної) кавітації, розривають високомолекулярні молекули ДНК. Налаштування ультразвукового звуку, такі як інтенсивність (амплітуда, тривалість), режим пульсації та температура, дозволяють забезпечити точну фрагментацію ДНК до певної бажаної довжини фрагментів ДНК. У той час як ДНК часто відновлюється до 100 до 600 п.н. за допомогою ультразвуку, довші фрагменти ДНК до 1300 п.н. можуть бути отримані при застосуванні більш м'яких ультразвукових умов.

Ультразвукові гомогенізатори надійні для зрізу ДНК

Ультразвуковий зріз ДНК при ХІП – імунопреципітація хроматину
Адаптовано з Jkwchui під CC-BY-SA.03

 

У цьому посібнику пояснюється, який тип ультразвукового апарату найкраще підходить для ваших завдань з підготовки зразків, таких як лізис, руйнування клітин, виділення білків, фрагментація ДНК та РНК у лабораторіях, аналіз та дослідження. Виберіть ідеальний тип звукового апарату для вашого застосування, обсяг зразка, номер зразка та пропускну здатність. Hielscher Ultrasonics має ідеальний ультразвуковий гомогенізатор для вас!

Як знайти ідеальний ультразвуковий засіб для руйнування клітин та екстракції білка в науці та аналізі

Мініатюра відео

 

Контроль температури для запобігання деградації ДНК

Дволанцюгова молекулярна форма ДНК дуже чутлива до підвищених температур, тому точний контроль температури на етапах підготовки зразків є вирішальним фактором для надійних результатів аналізу.
Незалежно від того, чи використовуєте ви зондові ультразвукові апарати Hielscher, VialTweeter або UIP400MTP – Безперервний моніторинг та контроль температури забезпечується завдяки датчику температури, що підключається, та програмному забезпеченню розумного пристрою. Для того щоб підтримувати температуру в певному діапазоні, можна встановити верхню і нижню межу температури. Отже, ультразвуковий датчик призупиниться, як тільки ця межа температури буде перевищена, і автоматично продовжить ультразвукове дослідження, коли температура знизиться на встановлений ∆T.
Складне програмне забезпечення ультразвукових апаратів Hielscher забезпечує надійну підтримку ідеальних умов обробки зразків.

Фрагментація ДНК масового зразка за допомогою багатолункового пластинчастого ультразвукового апарату UIP400MTP

Ультразвуковий блок мультипробопідготовки UIP400MTP для багатолункового УЗД пластинКількість вибірок у науках про життя значно зросла протягом останнього десятиліття. Це означає, що дуже велика кількість зразків (наприклад, 384, 1536 або 3456 лунок на мікропланшет) повинна бути оброблена під час підготовки та аналізу зразків у стабільно рівних умовах, щоб отримати порівняльні та валідні результати. Завдяки UIP400MTP компанія Hielscher Ultrasonics дотримується тенденції масової обробки зразків. UIP400MTP – ультразвуковий апарат для підготовки зразків за допомогою мікропланшетів. UIP400MTP може обробляти плити зі свердловинами 6, 12, 24, 48, 96, 384, 1536 або 3456. Залежно від типу мікропланшета, кожна свердловина зазвичай може вміщати об'єми зразків від десятків нанолітрів до декількох мілілітрів. Широко використовується в дослідженнях у галузі наук про життя, UIP400MTP дуже часто використовується для підготовки зразків перед аналізами, такими як ELISA (імуноферментний аналіз) або ПЛР, перед аналізом білка, а також для підготовки хроматину перед CHiP та CHiP-seq, ідентифікації модифікації гістонів та інших аналітичних методів лікування (наприклад, електрофорез гелю, мас-спектрометрія).
Дізнайтеся більше про високопродуктивну обробку ПЛР-пластин!

Ультразвуковий гомогенізатор UIP400MTP може проводити ультразвукове дослідження багатолункових і мікротитрових пластин для лізису клітин, фрагментації ДНК, диспергування або гомогенізації.

UIP400MTP для багатолункового УЗД

Мініатюра відео

VialTviter для вибірки до 10 флаконів

Повне налаштування VialTweeter: VialTweeter sonotrode на ультразвуковому процесорі UP200StVialTweeter - це широко використовуваний лабораторний ультразвуковий апарат VialTweeter, який дозволяє проводити ефективне та комфортне ультразвукування до 10 флаконів одночасно. Оскільки флакони та пробірки (наприклад, флакони Еппендорфа, кріофлакони, центрифужні пробірки) ультразвукують опосередковано, можна уникнути будь-якого перехресного забруднення. Оскільки до кожного зразка доставляється однакова інтенсивність ультразвуку, всі результати ультразвуку є однорідними та відтворюваними. VialTweeter пропонує всі розумні функції, як і наші інші цифрові пристрої (наприклад, розумне меню, програмовані налаштування, контроль температури, дистанційне керування тощо), щоб забезпечити максимальний комфорт користувача.

Багатопальцеві зонди для пластин Microwell

4 головки зонда або 4 сонотроди для одночасного ультразвукового дослідження 4 зразків з однаковою інтенсивністю з моделями ультразвукових систем Hielscher потужністю 200 Вт UP200ST і UP200HTДоступні для гомогенізаторів ультразвукових зондів UP200Ht і UP200St, багатопальцеві зонди з 4 або 8 пальцями є зручним варіантом для ультразвукового дослідження декількох зразків одночасно в однакових умовах. Наприклад, сонотрод МТП-24-8-96 - це восьмипальцевий зонд, який ідеально підходить для інтеграції в автоматизовані системи або ефективної ручної підготовки проб свердловин багатосвердловинних пластин. Багатопальцевий сонотрод ідеально підходить для автоматизації для лабораторій, де обробляються в основному мензурки і пробірки за допомогою стандартного ультразвукового сонотрода. Багатопальцевий і стандартний зонди можуть бути швидко замінені між собою протягом декількох хвилин, перетворюючи однозондовий ультразвуковий датчик в багатозондовий ультразвуковий руйнівник.

Інформаційний запит




Зверніть увагу на наш Політика конфіденційності.




Ультразвукові апарати Hielscher для фрагментації ДНК

Hielscher Ultrasonics пропонує різні платформи на основі ультразвуку для фрагментації ДНК, РНК і хроматину. Ці різні платформи включають ультразвукові зонди (сонотроди), непрямі ультразвукові розчини для одночасної підготовки зразків кількох трубок або багатолункових пластин (наприклад, 96-лункові пластини, мікротитрові пластини), сонореактори та ультразвукові чашоги. Всі платформи для стрижки ДНК працюють на основі високопродуктивних ультразвукових процесорів з частотним налаштуванням, які точно контролюються і забезпечують відтворювані результати.

Ультразвукові процесори для будь-якого числа та розміру зразка

За допомогою багатозразкових ультразвукових апаратів Hielscher VialTweeter (для 10 пробірок) і UIP400MTP (для мікропланшетів / багатолункових пластин) стає легко можливим скоротити час обробки зразків завдяки інтенсивному і точно контрольованому ультразвуку, отримуючи при цьому бажаний розмір фрагментів ДНК, розподіл і вихід. Ультразвукова фрагментація ДНК робить підготовку зразків ефективною, надійною та масштабованою. Протоколи можуть бути лінійно масштабовані від одного до декількох зразків за допомогою постійно контрольованого ультразвуку.
Зондові ультразвукові апарати з одним до п'яти пальців ідеально підходять для приготування менших номерів зразків. Лабораторні ультразвукові апарати Hielscher доступні в різних розмірах, тому ми можемо порекомендувати вам ідеальний пристрій для вашого застосування та вимог.

Точне управління процесом

Ультразвуковими пристроями Hielscher можна дистанційно керувати за допомогою браузера. Параметри ультразвуку можна контролювати та точно регулювати відповідно до вимог процесу.Точно контрольовані налаштування ультразвуку мають вирішальне значення, оскільки виснажлива соніфікація може знищити ДНК, РНК і хроматин, але неадекватне ультразвукове зрізання призводить до занадто довгих фрагментів ДНК і хроматину. Цифрові ультразвукові апарати Hielscher можна легко налаштувати на точний параметр ультразвуку. Конкретні налаштування ультразвукового апарату також можуть бути збережені як запрограмовані налаштування для швидкого повторення однієї і тієї ж процедури.
Всі ультразвукові дослідження автоматично протоколюються і зберігаються у вигляді CSV-файлу на вбудованій SD-карті. Це дозволяє точно документувати проведені дослідження та легко переглядати результати ультразвукових досліджень.
За допомогою пульта дистанційного керування браузером можна керувати всіма цифровими ультразвуковими пристроями та контролювати їх за допомогою будь-якого стандартного браузера. Установка додаткового програмного забезпечення не потрібна, оскільки підключення до локальної мережі дозволяє виконати дуже просте налаштування plug-n-play.

Найвища зручність у підготовці ультразвукових зразків

Всі ультразвукові апарати Hielscher розроблені для забезпечення високопродуктивного ультразвуку, в той же час завжди дуже зручні у використанні і прості в експлуатації. Всі налаштування добре структуровані в зрозумілому меню, доступ до якого можна легко отримати за допомогою кольорового сенсорного дисплея або пульта дистанційного керування браузером. Інтелектуальне програмне забезпечення з програмованими налаштуваннями та автоматичним записом даних забезпечує оптимальні налаштування ультразвуку для надійних і відтворюваних результатів. Зрозумілий і простий у використанні інтерфейс меню перетворює ультразвукові апарати Hielscher в зручні і ефективні пристрої.
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших лабораторних ультразвукових апаратів, які ідеально підходять для таких завдань з підготовки зразків, як фрагментація ДНК і РНК, лізис клітин, а також екстракція білка:

Пристрій Потужність [Вт] Тип Об'єм [мл]
UIP400MTP 400 для мікропланшетів 6 – 3456 свердловин
VialTweeter 200 До 10 флаконів плюс можливість затискання 0.5 – 1.5
UP50H 50 Тип зонда 0.01 – 250
UP100H 100 Тип зонда 0.01 – 500
UP200Ht 200 Тип зонда 0.1 – 1000
UP200St 200 Тип зонда 0.1 – 1000
UP400St 400 Тип зонда 5.0 – 2000
Кугорн 200 CupHorn, сонорактор 10 – 200
GDmini2 200 Беззабруднююча проточна камера

Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!

Запитайте більше інформації

Будь ласка, скористайтеся формою нижче, щоб запросити додаткову інформацію про ультразвукові процесори, застосування та ціну. Ми будемо раді обговорити з Вами Ваш процес і запропонувати Вам ультразвукову систему, що відповідає Вашим вимогам!









Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.




VialTweeter - це ультраонікатор MultiSample, який дозволяє надійно готувати зразки в точно контрольованих температурних умовах.

Блок ультразвукової мультипробопідготовки VialTweeter Дозволяє проводити одночасне ультразвукове дослідження до 10 флаконів. За допомогою затискного пристрою VialPress можна притиснути до 4 додаткових трубок спереду для інтенсивного ультразвуку.


Сонотрод МТП-24-8-96 має вісім ультразвукових зондів для проведення ультразвукового дослідження лунок мікротитрових пластин.

Сонотрод МТП-24-8-96 має вісім ультразвукових зондів для проведення ультразвукового дослідження лунок мікротитрових пластин.



Література / Список літератури

Факти, які варто знати

Що таке секвенування наступного покоління?

Секвенування наступного покоління, також Next Gen Sequencing (NGS), високопродуктивне секвенування або секвенування другого покоління, відноситься до підходу масового паралельного секвенування, коли дуже великі (масивні) обсяги ДНК з мільйонів фрагментів секвенуються одночасно паралельно за один прогін.
Для того, щоб провести секвенування наступного покоління, необхідно виконати три основні етапи

  1. підготовка бібліотеки,
  2. послідовність дій та
  3. Аналіз даних

є обов'язковими.
При підготовці бібліотеки нитки ДНК повинні бути роздроблені на фрагменти ДНК певної довжини. Ультразвукова діагностика є однією з кращих методик фрагментації ДНК.
Під час процесу секвенування ДНК порядок нуклеотидів у ДНК змінюється – визначається як послідовність нуклеїнових кислот. Послідовність нуклеїнових кислот складається з чотирьох нуклеотидних основ – аденіну, цитозину, гуаніну, тиміну – який код для інформації.
Секвенування наступного покоління є рушійною силою досліджень у галузі науки про життя та персоналізованої медицини, оскільки секвенування ДНК та РНК широко використовується в геномних дослідженнях, дослідженні раку, дослідженні рідкісних та складних захворювань, дослідженні мікроорганізмів, агрогеноміці та багатьох інших галузях досліджень.

Секвенування наступного покоління проти секвенування Сенгера

У той час як за допомогою секвенування наступного покоління (NGS) можна секвенувати величезну кількість геномних зразків, секвенування Сенгера (також відоме як метод закінчення ланцюга або секвенування першого покоління) має можливість секвенувати лише невеликі номери зразків. Секвенування Сенгера секвенує лише один фрагмент ДНК за раз і може бути виконане за один день. Завдяки своїй точності, секвенування Сенгера також вважається технологією золотого стандарту, яка використовується для перевірки результатів, отриманих за допомогою секвенування наступного покоління.
Секвенування Сенгера досягає довжини зчитування приблизно 800 п.н. (зазвичай 500-600 п.н. з незбагаченою ДНК). Довша довжина зчитування в секвенуванні Сенгера демонструє значні переваги перед іншими методами секвенування, особливо з точки зору секвенування повторюваних ділянок геному. Проблема з короткими послідовностями особливо актуальна при секвенуванні нових геномів (de novo) і при секвенуванні сильно перебудованих сегментів геному, як правило, тих, що спостерігаються в геномах раку або в областях хромосом, які демонструють структурні варіації. [див. Морозова і Марра, 2008]

ДНК – Дезоксирибонуклеїнова кислота – Його форми і функції

Кожна форма ДНК має унікальні характеристики та застосування, вносячи свій внесок у широкий спектр галузей досліджень, включаючи онкологію, генетику, криміналістику та еволюційну біологію. Ультразвукові апарати Hielscher - це високоефективне та надійне рішення для виділення та фрагментації ДНК та РНК для ваших цілей аналізу. У наведеному нижче списку ми пояснимо вам конкретні форми ДНК і класифікуємо їх на основі їх біологічного контексту та функцій:

  • Геномна ДНК (гДНК)
    Геномна ДНК (гДНК): Повний набір ДНК в організмі, що включає як кодуючі (гени), так і некодуючі ділянки.
  • Позаклітинна ДНК
    Циркулююча пухлинна ДНК (ctDNA): Фрагменти ДНК, що виділяються в кров пухлинними клітинами.
    Безклітинна ДНК (кфДНК): Виявлені фрагменти ДНК, вільно циркулюють в кровотоці, походять з різних тканин.
  • Позахромосомна кільцева ДНК (еккДНК): Кільцеві молекули ДНК, що знаходяться поза хромосомами в еукаріотичних клітинах.
    Вірусна ДНК: ДНК, що походить від вірусів, або інтегрована в геном хазяїна, або як епісомна ДНК.
  • мітохондріальна ДНК
    Мітохондріальна ДНК (мтДНК): ДНК, розташована в мітохондріях, успадковується по материнській лінії і бере участь у виробництві енергії.
  • ДНК плазміди
    ДНК плазміди: Маленькі кільцеві молекули ДНК, які реплікуються незалежно від хромосомної ДНК, зазвичай зустрічаються у бактерій і використовуються в генній інженерії.
  • ядерна ДНК
    Ядерна ДНК (нДНК): ДНК міститься в ядрі еукаріотичних клітин, що становить більшу частину генетичного матеріалу організму.
  • Одноклітинна ДНК
    Одноклітинна ДНК (scDNA): ДНК, витягнута з однієї клітини, використовується для детального геномного аналізу на рівні окремої клітини.
  • Рекомбінантна ДНК
    Рекомбінантна ДНК (рДНК): Молекули ДНК утворені лабораторними методами генетичної рекомбінації для об'єднання генетичного матеріалу з декількох джерел.
  • Спеціалізовані форми
    Екологічна ДНК (еДНК): ДНК, зібрана зі зразків навколишнього середовища (ґрунт, вода) без виділення вихідних організмів
    Стародавня ДНК (аДНК): ДНК, витягнута з древніх зразків, дає уявлення про еволюційну біологію та стародавні популяції.
  • Хромосомна ДНК
    Хромосомна ДНК: ДНК, що становить хромосоми в ядрі клітини, що охоплюють як кодуючі, так і некодувальні ділянки.
  • Вірусні та синтетичні форми
    Вірусна ДНК: ДНК, отримана з вірусів, які можуть бути як інтегровані в геноми хазяїна, так і існувати як самостійні утворення.
    Синтетична ДНК: Штучно синтезовані послідовності ДНК, створені за допомогою хімічних процесів, часто використовуються в дослідженнях і біотехнології.

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.

Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторії до промислові розміри.

Будемо раді обговорити Ваш процес.

Let's get in contact.