非接觸式超聲波DNA打斷儀(non-contact ultrasonic DNA shearing instrument)是一種常用于生物學(xué)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的設(shè)備。它可以將高分子DNA分子通過超聲波振動(dòng)將其打斷成小片段，這些小片段可用于下游分析，如基因組測(cè)序、DNA片段分析等。

　　傳統(tǒng)的DNA打斷儀(即破碎儀)以接觸式打斷儀為主，在安全性、精密度、反應(yīng)效率、反應(yīng)邊界條件和反應(yīng)均勻度方面存在一定的不足，難以滿足實(shí)驗(yàn)種類的多樣性、安全性、多通道、防病毒交叉感染等要求。

　　非接觸式超聲波DNA打斷儀采用非接觸式超聲波粉碎技術(shù)，適用于具有特殊需要的反應(yīng)體系，與傳統(tǒng)接觸式打斷儀相比，在安全性、精密度、反應(yīng)效率、反應(yīng)邊界條件和反應(yīng)均勻度等方面均表現(xiàn)突出的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為CHIP(染色質(zhì)免疫共沉淀)研究平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化工具。

　　非接觸式超聲波DNA打斷儀采用等溫、非接觸的方式對(duì)樣品進(jìn)行打斷、勻漿和混合，用于無菌、可超微量破碎，隔著離心管能打斷染色體。

　　該儀器通過壓電轉(zhuǎn)換器，將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l聲波信號(hào)，產(chǎn)生數(shù)百萬的水分子”空穴”，利用“空穴” 在幾微秒內(nèi)變大、破裂產(chǎn)生的瞬時(shí)流體剪切力，通過等溫、非接觸的方式對(duì)樣品進(jìn)行打斷、勻漿和混合。

　　專為二代測(cè)序DNA樣本與染色質(zhì)免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)樣本前處理量身訂做，對(duì)于每天要處理多個(gè)樣品或者貴重樣品的實(shí)驗(yàn)室，它具有處理高通量，樣本低損耗，無交叉污染等優(yōu)勢(shì)。

　　一次可同時(shí)檢測(cè)多個(gè)樣品，實(shí)驗(yàn)效率高;無需頻繁操作探頭，各樣品均在單獨(dú)的全封閉試管中，避免交叉污染;可選配(-20~100度)低溫恒溫槽，便于樣品在低溫的水浴狀態(tài)下工作，能量分布均勻，超聲作用完quan;超聲參數(shù)設(shè)置靈活，實(shí)驗(yàn)步驟標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性好，結(jié)果可靠性高。

　　1.基因組學(xué)研究：在基因組學(xué)研究中，需要對(duì)大量的DNA樣本進(jìn)行處理，以獲取高質(zhì)量的DNA樣品。使用非接觸式超聲波DNA打斷儀可以快速、準(zhǔn)確地將DNA打斷為合適長(zhǎng)度，從而提高基因組測(cè)序的效率和精度。

　　非接觸式超聲波DNA打斷儀在基因編輯領(lǐng)域的應(yīng)用

　　a.DNA 片段化處理：

　　構(gòu)建基因文庫：在構(gòu)建基因文庫時(shí)，需要將長(zhǎng)鏈 DNA 分子打斷成特定長(zhǎng)度的片段。非接觸式超聲波 DNA 打斷儀可以精確、高效地將 DNA 打斷成大小均勻的片段，滿足基因文庫構(gòu)建對(duì) DNA 片段長(zhǎng)度的要求，為后續(xù)的基因克隆、篩選等操作提供高質(zhì)量的 DNA 片段。例如，在二代測(cè)序技術(shù)中，需要將 DNA 片段化為特定長(zhǎng)度(如 200bp 左右)的小片段，以便進(jìn)行測(cè)序，儀器能夠很好地完成這一任務(wù)。

　　輔助基因編輯工具的導(dǎo)入：一些基因編輯技術(shù)，如 CRISPR-Cas9 系統(tǒng)，需要將特定的核酸片段(如 sgRNA 和 Cas9 蛋白的編碼基因)導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)。在導(dǎo)入之前，對(duì)這些核酸片段進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠位幚砜梢蕴岣邔?dǎo)入效率。非接觸式超聲波 DNA 打斷儀可以將這些核酸片段打斷成合適的大小，有利于它們進(jìn)入細(xì)胞并發(fā)揮基因編輯作用。

　　b.制備基因編輯的模板：在進(jìn)行基因編輯實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要制備含有特定突變或修飾的 DNA 模板。該儀器可以對(duì)野生型 DNA 進(jìn)行打斷，然后通過后續(xù)的連接、修復(fù)等操作，引入所需的突變或修飾，從而制備出用于基因編輯的模板。例如，在研究特定基因的功能時(shí)，可以利用該儀器制備出帶有特定基因突變的 DNA 模板，然后將其導(dǎo)入細(xì)胞或生物體中，觀察基因功能的變化。

　　c.染色質(zhì)免疫共沉淀(ChIP)實(shí)驗(yàn)：ChIP 實(shí)驗(yàn)是研究蛋白質(zhì)與 DNA 相互作用的重要方法。在該實(shí)驗(yàn)中，需要將染色質(zhì)打斷成小片段，以便后續(xù)的免疫沉淀和分析。非接觸式超聲波 DNA 打斷儀可以在不接觸樣品的情況下，對(duì)染色質(zhì)進(jìn)行均勻的打斷，避免了傳統(tǒng)方法中可能出現(xiàn)的交叉污染和樣品損失等問題，為 ChIP 實(shí)驗(yàn)提供高質(zhì)量的染色質(zhì)片段91113。

　　d.細(xì)胞內(nèi)基因編輯：由于非接觸式超聲波 DNA 打斷儀可以隔著離心管打斷染色體，因此可以用于細(xì)胞內(nèi)的基因編輯操作。它可以在不損傷細(xì)胞的情況下，將外源的基因編輯工具(如 CRISPR-Cas9 系統(tǒng))導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)，并對(duì)細(xì)胞內(nèi)的 DNA 進(jìn)行精確的編輯，為細(xì)胞內(nèi)基因編輯提供了一種高效、安全的方法。

　　e.基因治療研究：在基因治療領(lǐng)域，需要將治療性的基因片段準(zhǔn)確地導(dǎo)入患者的細(xì)胞內(nèi)，以糾正或補(bǔ)償致病基因的功能。非接觸式超聲波 DNA 打斷儀可以對(duì)治療性的基因片段進(jìn)行預(yù)處理，使其更容易被細(xì)胞攝取和表達(dá)，為基因治療的研究提供了技術(shù)支持。例如，在針對(duì)某些遺傳性疾病的基因治療研究中，該儀器可以將攜帶正常基因的 DNA 片段打斷成合適的大小，然后與載體結(jié)合后導(dǎo)入患者的細(xì)胞內(nèi)，實(shí)現(xiàn)基因的修復(fù)和治療。

　　2.分子診斷：在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，它可以用于分析DNA樣本，例如檢測(cè)致病基因、診斷遺傳性疾病等。

　　3.農(nóng)業(yè)科學(xué)：在農(nóng)業(yè)科學(xué)領(lǐng)域，它可以用于切割植物和動(dòng)物基因組以進(jìn)行分子標(biāo)記研究，同時(shí)也可以用于生殖和育種研究。

　　4.生命科學(xué)：它可用于生命科學(xué)中的各種實(shí)驗(yàn)，如克隆、基因表達(dá)分析、DNA重組、構(gòu)建基因庫等。

　　非接觸式超聲波DNA打斷儀是一種非常重要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在生物學(xué)和分子生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著廣泛的作用，并為科學(xué)研究提供了高效、準(zhǔn)確的技術(shù)支持。