高通量聲波基因組剪切儀是在傳統超聲波處理基礎上的技術革新，通過球面固態超聲換能器將聲波以三維方式聚焦到樣本區域，聚焦聲波能夠以不同角度的能量輸入獲得良好的處理效果，避免傳統超聲能量的不聚集可能引起的樣本處理過度及熱損傷。采用等溫、旋轉離心管及非接觸的方式對樣品進行打斷、勻漿和混合。用于無菌、超微量破碎，隔著離心管能打斷染色體。且不產生感染性飛霧，超聲探頭與樣品不接觸，避免交叉污染。自動聲波聚焦通過精確的控制系統和自動化的冷水機操作，為樣本處理提供高效可控、重復性優良、溫度恒定及無污染的處理環境。目前已廣泛應用于基因組學、蛋白質組學、細胞生物學等研究中。
 

　　1.更短的波長-低至3mm波長，與生物樣本大小相同數量級，更容易聚焦。
 

　　2.更集中的聲波-精確聚焦聲波至樣品區域，減少能量損失，帶來更低的功耗。
 

　　3.更安靜更健康-臨床醫學級超聲頻率，處于安全聽力范圍之外，無噪音，對人體無害。

 

　　基本原理
 

　　通過壓電轉換器，將電信號轉變為高頻聲波信號，產生數百萬的分子“空穴”,利用“空穴”在幾秒內變大、破裂產生的瞬時流體剪切力，通過等溫、非接觸的方式對樣本進行打斷、勻漿和混合。

 

　　應用領域
 

　　1.組織破碎與勻漿。
 

　　2.蛋白質提取。
 

　　3.蛋白質消解。
 

　　4.DBS血卡收集提取。
 

　　5.MALDI-TOF樣本處理細胞及亞細胞組分裂解。
 

　　6.ccfDNA提取。
 

　　7.ChIP染色質剪切。
 

　　8.DNA/RNA提取。
 

　　9.生物標志物提取。
 

　　10.DNA/RNA片段化。
 

　　11.FFPE樣本核酸提取。
 

　　12.配方設計。
 

　　13.脂質體制備。
 

　　14.納米顆粒制備。
 

　　15.化合物分散/溶解藥物合成與微粉化。

 

　　不同片段化方法的對比
 

　　超聲波打斷法
 

　　1.操作簡單，耗時短，成本低
 

　　2.隨機片段化，無GC序列偏好
 

　　3.剪切效果不受DNA濃度影響
 

　　4.片段化結果集中度高，目的長度片段得率高
 

　　酶切法
 

　　1.實驗要求嚴格，針對不同樣本合適的片段化條件摸索不易，成本較高
 

　　2.存在序列偏好性
 

　　3.需要根據樣本濃度改變酶濃度，酶活性易受到溶液成分影響
 

　　4.目標長度片段集中度較低

 

　　傳統探頭和非接觸式的對比
 

　　1.傳統探頭超聲波破碎儀
 

　　1)探頭與樣品直接接觸，有金屬離子污染，一次只能處理一個樣品，實驗周期長。
 

　　2)對于多個樣品，需要重復使用同一探頭，容易造成樣品交叉污染。
 

　　3)由于每次探頭插入樣品的深度不一，每次超聲的能量分布也不盡相同，影響實驗結果的重復性和準確性。
 

　　4)由于不能采用封閉系統，在超聲過程中產生的氣霧或者泡沫會擴散到環境中，造成潛在的生物危險。

 

　　2.非接觸式超聲波破碎儀
 

　　1)除了傳統的手持探頭，固定探頭的繁瑣。
 

　　2)消除了樣品交叉污染的危險；能隔著離心管能打斷染色體、破碎細胞。
 

　　3)無氣霧浮質產生-增強生物安全性，用于無菌操作。