在基因組學(xué)與單細(xì)胞技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)下，長(zhǎng)片段基因組的精準(zhǔn)剪切與片段化處理已成為制約測(cè)序數(shù)據(jù)完整性與分析精度的關(guān)鍵瓶頸。傳統(tǒng)機(jī)械剪切、酶切或超聲破碎技術(shù)因熱效應(yīng)、機(jī)械損傷、剪切不均一性等問(wèn)題，導(dǎo)致DNA片段長(zhǎng)度分布離散、末端損傷嚴(yán)重，影響單細(xì)胞測(cè)序的文庫(kù)構(gòu)建質(zhì)量與數(shù)據(jù)可靠性。近日，上海凈信推出的高通量超聲波基因組剪切儀，憑借其非接觸式聲波聚焦技術(shù)與多維參數(shù)調(diào)控系統(tǒng)，成功破解了長(zhǎng)片段基因組剪切難題，為單細(xì)胞測(cè)序、全基因組測(cè)序及復(fù)雜樣本研究提供了革命性解決方案。

　　高通量聲波基因組剪切儀的核心創(chuàng)新在于其磁致伸縮共振超聲技術(shù)與智能調(diào)控系統(tǒng)，主要是通過(guò)非接觸式聲波聚焦技術(shù)、等溫處理環(huán)境、多維參數(shù)調(diào)控系統(tǒng)和其動(dòng)態(tài)反饋系統(tǒng)等技術(shù)特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)片段基因組的精準(zhǔn)剪切，實(shí)現(xiàn)了剪切技術(shù)的突破，多維參數(shù)精準(zhǔn)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了無(wú)損、均一、高效的剪切。

　　高通量聲波基因組剪切儀的技術(shù)特點(diǎn)：

　　1. 非接觸式聲波聚焦技術(shù)：實(shí)驗(yàn)設(shè)備的超聲波通過(guò)液體介質(zhì)傳遞，可形成高能量密度的剪切場(chǎng)，避免了探頭磨損、交叉污染及感染性飛霧風(fēng)險(xiǎn)。在聲波的作用下，樣本溶液中產(chǎn)生微小氣泡，氣泡瞬間坍縮時(shí)釋放的沖擊波與微射流對(duì)DNA分子施加剪切力，實(shí)現(xiàn)片段化。該過(guò)程無(wú)機(jī)械摩擦，減少DNA末端損傷，保護(hù)生物標(biāo)志物完整性。

　　2. 等溫處理環(huán)境：聲波基因組剪切儀內(nèi)置高精度半導(dǎo)體制冷模塊，配合循環(huán)水浴設(shè)計(jì)，可確保樣本在剪切過(guò)程中始終處于4℃低溫環(huán)境。實(shí)驗(yàn)表明，低溫處理可抑制DNA變性、酶活性降低及RNA降解，保護(hù)樣本活性，尤其適用于cfDNA、ctDNA等微量樣本。

　　3. 多維參數(shù)調(diào)控系統(tǒng)：實(shí)驗(yàn)設(shè)備具有功率梯度調(diào)節(jié)、時(shí)間精準(zhǔn)控制和脈沖模式可選，可靈活適配不同樣本類型。實(shí)驗(yàn)用戶可根據(jù)樣本濃度、粘度及目標(biāo)片段長(zhǎng)度，在范圍內(nèi)調(diào)節(jié)超聲功率和儀器運(yùn)行時(shí)間，可滿足不同實(shí)驗(yàn)需求。實(shí)驗(yàn)設(shè)備提供連續(xù)波與脈沖波兩種模式，在脈沖模式下，用戶可設(shè)置占空比與脈沖頻率，能夠進(jìn)一步減少熱積累與機(jī)械損傷。

　　4. 動(dòng)態(tài)反饋系統(tǒng)：聲波基因組剪切儀內(nèi)置壓電傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)聲波能量輸出，確保功率穩(wěn)定性；同時(shí)，還可選配熒光檢測(cè)模塊，通過(guò)與樣本中的熒光染料結(jié)合，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)DNA片段長(zhǎng)度分布，實(shí)時(shí)優(yōu)化剪切效果。

　　高通量超聲波基因組剪切儀的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用場(chǎng)景：

　　1. 單細(xì)胞測(cè)序：聲波基因組剪切儀的實(shí)驗(yàn)可有效提升數(shù)據(jù)完整性與細(xì)胞捕獲率。在微量樣本的高效處理中，它可同時(shí)處理多個(gè)組織樣本，且適配微流控芯片與單細(xì)胞捕獲系統(tǒng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，剪切后DNA片段長(zhǎng)度CV值＜5%，那個(gè)有效提高文庫(kù)構(gòu)建效率與測(cè)序讀長(zhǎng)一致性。

　　2. 全基因組測(cè)序：實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠有效優(yōu)化長(zhǎng)片段組裝與注釋。通過(guò)調(diào)節(jié)功率與時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)100bp-5kb范圍內(nèi)的片段化，滿足實(shí)驗(yàn)的長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序需求；針對(duì)高GC含量、重復(fù)序列多的基因組，可通過(guò)脈沖模式與低功率處理，減少剪切偏好性，提升組裝完整性。

　　3. 臨床伴隨診斷：聲波基因組剪切儀的應(yīng)用能夠提高cfDNA檢測(cè)靈敏度。非接觸式處理與等溫環(huán)境減少cfDNA損失，確保稀有突變（如ctDNA）的檢出，使其突變檢出率得到提高，同時(shí)還可保障結(jié)果的一致性。

　　此外，在聲波基因組剪切儀處理高濃度基因組DNA時(shí)，可提高功率至80%以快速剪切；在處理低濃度cfDNA時(shí)，則降低功率至30%以減少損耗。在單細(xì)胞測(cè)序中需要將DNA剪切至150-300bp，可通過(guò)短時(shí)間高功率處理實(shí)現(xiàn)。

　　綜上，上海凈信高通量聲波基因組剪切儀，憑借其非接觸式聲波聚焦、等溫處理、多維參數(shù)調(diào)控及動(dòng)態(tài)反饋等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有效實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)片段基因組的無(wú)損、均一且高效剪切。該設(shè)備可適配單細(xì)胞測(cè)序、全基因組測(cè)序及臨床檢測(cè)等多場(chǎng)景，可提升數(shù)據(jù)質(zhì)量與實(shí)驗(yàn)效率，降低樣本損耗與成本。