DNA剪切超声波仪如何在几分钟内传递符合NGS的片段

可靠的DNA剪切超声仪是持续的下一代测序（NGS）文库制备的基础;分段质量直接决定覆盖的一致性、变体调用准确性和库的复杂度，影响每一次下游分析。随着测序平台的发展和样品通量的提升，实验室需要能够在产生可重复片段尺寸分布的同时，保持样品完整性的仪器。

DNA断裂技术的优化

利用全基因组测序最大化临床相关基因的覆盖均匀性

聚焦超音驱动器（FUA）使用 Longlight Technology 的 BoFU-800 聚焦超声波仪 以满足实验室的需求。实验室首次能在几分钟内获得符合NGS标准的DNA片段。

NGS的重要性及高效DNA剪切的价值

与普遍看法相反，DNA碎片化并不是处理程序的第一步。数据质量直接取决于所生成的片段大小。要实现对低频变体的足够覆盖，应以泊松分布为主。DNA碎片化应足够紧密，以促进更高密度的文库，泊松分布的变异不应与低覆盖断点引起的拷贝数变异混淆。

虽然酶断片的初始成本显著较低，但序列偏倚更为常见。这些偏差往往导致收集的数据产生更大的方差。Discovery Life Sciences已完成的多项研究表明，通过剪切方法从低输入FFPE样本中提取DNA碎片，片段尺寸更为一致。对于样本体积极低或样本保存问题关注的实验室环境中，这种机械碎片的可预测性具有明显优势。

聚焦DNA剪切超声波仪与传统超声波仪的区别

聚焦DNA剪切超声波仪使用聚焦高频超声波对样品进行检测。与此形成对比的是，传统的探针型和水浴超声波器使用分散能量，需要与样品直接接触。

该系统的一个例子包括 BoFU-800 以及其对共焦超声技术的应用，最终取得了以下成果。

1. 受控且可重复的断片：峰和脉冲宽度的发生率可以根据被片段化的DNA进行调节，例如全基因组测序（WGS）在300到600碱基对范围内，或全外显子测序（WES）在250到350个碱基对之间。

2. 非接触式样品处理：样品无需从高等级预密封管中取出，这些管子保持密封和密封密封，以确保样品或任何有价值的含核材料不被破坏。

3. 真正的低温运行：冷凝系统为高品位，实现原位等温平衡，避免高温导致样品因极高能量爆发而产生的吸热反应或澄清链。

当峰值入射功率校准得当时，可以在多个样品中可复现地实现120-150 bp的小片段尺寸。BoFU-800可同时处理1至8个样品，且可根据每孔或批量模式独立设置条件，实现一键均匀性——为实验室提供灵活性，同时不牺牲一致性。

从样本到测序-几分钟内即可获得图书馆

在繁忙的实验室环境中，时间效率是必须的。先进的DNA剪切超声波仪可以大幅提升工作流程效率：

• 减少操作时间：BoFU-800集成操作系统，无需外接电脑，工作台的杂乱也减少。

• 实时处理灵活性：自由模式允许对每个样品单独处理，而批量处理模式则对整个批次应用相同参数，以实现时间高效处理。

• 快速碎片分析准备：聚焦超声波产生的狭窄且一致的碎片尺寸，无需耗时的文库制备步骤。

在临床样本处理和以天为单位的环境下，以上所有条件都意味着更快的实验室病例结果。该设备具备自动排水和一键废物清除功能，内置水位传感器和预警系统，以及高效的运行周期，减少批次停机时间，延长对子单元规模的连续运行时间。

与困难和低级的兼容性-输入采样

真正的DNA剪切超声仪在样本处理困难时，利用了独特的样品处理特性。FFPE组织、液体活检和降解的临床样本等，是现代实验室中最困难且最具挑战性的标本处理方式。传统的样品提取和剪切方法在极端变异性和样品处理挑战下难以合理运输和采用，导致碎片尺寸不理想且不切实际，或整个文库制备失败。

聚焦超声波有助于缓解这些问题。与提取方案结合时，声学增强提取比传统柱式方法更能从存档的FFPE样本中获得更好的质量指标。BoFU-800将该功能扩展到剪切步骤本身：

• 低输入兼容性：该系统有效剪切小体积应用中的DNA，实现高回收率。

• FFPE组织脱烷烃和DNA提取：相同的聚焦超声原理有助于肿瘤组织块和液体活检样本的工作流程。

• ChIP-seq染色质剪切：除了DNA剪切外，该设备还可用于染色质免疫沉淀，为实验室的表观遗传学研究提供功能性。

• 该系统剪切耐病细胞壁并保存下游分析物的能力，提升了使用丝状真菌或MALDI-TOF质谱分析进行分枝杆菌鉴定的研究人员的效率。

如何成功地完成低质量和低输入样本的文库制备？

单链文库制备技术显著提升了成功率！

BoFU-800的批量处理和可复现的结果套件为自动化文库准备提供了灵活的解决方案，作为可预测的端到端测序的重要组成部分。

长读长的仪器需要10 kbp或更大且无偏的片段。研究探讨了利用珠子实现单分子测序中10-20 kbp剪切的应用。BoFU-800 优化剪切范围为 150-600 bp，但聚焦声学也有可能随着测序实现机械剪切的规模化。

覆盖广泛剪切范围的DNA剪切超声波仪为实验室提供了灵活性，以适应多样化的应用需求。

构建一致的NGS工作流程

在基因组学中，最好的货币是可重复性。不幸的是，每种图书馆制备方法都会让实验室面临一定程度的技术变异。每家科技公司的目标都是将设备设计以将变异性降到最低。工厂校准的DNA剪切超声波仪（结构正确）将为您带来以下好处：

1. 仪器使用可靠性：由于它们每口样品井提供相同能量，所有超声波仪保险都是工厂校准的一种。

2. 样品处理历史：超声波仪记录处理参数和条件，使操作员能够获得完整的实验数据透明度和审计准备状态。

3. 最小化操作员变异性：由于批处理，操作员变异性风险被消除。

这些功能不仅仅是便利性的提升;它们是从发现规模研究转向受监管诊断应用的前提条件，在这些领域中，批次和操作员之间必须保持一致性。

结论

现代基因组学要求更高的通量、更低的投入和更严格的质量控制。像BoFU-800这样的DNA剪切超声波仪通过聚焦声能、非接触处理和真实温度控制，在几分钟内输送符合NGS标准的片段，设计紧凑且批量友好。通过实现1–8个样本间的稳定碎片化，并支持从FFPE提取到染色质剪切等应用，BoFU-800帮助实验室实现可靠NGS结果所需的重复性和效率——少了故障排查，发现更多。

探索BoFU-800聚焦超声波仪并索取报价，请至以下网站 www.longlight.com.

常见问题解答

问：BoFU-800能快速剪切NGS的DNA？

答：断片速度取决于样本。大多数样本在几分钟内会碎片化到150-600碱基对的目标区间。

问：使用聚焦超声波时，样品会因加热而损坏吗？

答：BoFU-800试图将温度控制为等温。因此，样品不会因加热而损坏。

问：我可以在一次运行中处理不同条件下的样品吗？

答：是的。自由模式允许你独立设置所有8口井的参数，而批量模式则会为所有井设置相同的参数。

问：BoFU-800 可以用于低输入样品或 FFPE 样品吗？答：是的。聚焦声学甚至能使用1纳克的DNA。闭管使用也有助于保存FFPE提取样品。

问：操作设备需要自己的电脑吗？

答：没有。BoFU-800内置操作系统，不需要额外电脑。这样，布置工作台上占用的空间也更少。