超声波DNA打断仪(又称核酸片段化仪)是现代分子生物学与基因组学研究中不可少的核心前处理设备。它主要用于二代测序(NGS)文库构建及染色质免疫共沉淀(ChIP)等关键实验,能够将长链DNA、RNA或染色质精准打断为特定大小的片段。
在技术原理上,该仪器基于自动声波聚焦(AFA)或高频超声波的空化效应。通过压电转换器将高频电信号转化为机械振动,在液体中产生数百万个微小的“空化气泡”。这些气泡在瞬间破裂时,会释放出强烈的冲击波与流体剪切力,从而将DNA分子链在磷酸二酯键的薄弱位点均匀切断。
一、通用核心模块(两类设备共有)
1.超声波发生器(电控主机)
整套设备动力源
电源模块:AC220V输入,稳压供电;
频率发生与功率放大电路;输出高频交变信号(常用20kHz);
人机交互单元:触控屏/按键;可设置超声时长、间歇时间、振幅/功率、循环次数;
闭环控制系统:频率自动跟踪、功率稳定输出、超温保护、故障报警;
程序存储:保存多套DNA打断方法(对应目标片段150bp/300bp/500bp等)。
2.压电换能器(能量转换核心)
内部压电陶瓷(PZT),电信号→高频机械振动;
发生器输出电信号驱动换能器产生超声波,是空化效应产生的源头。
二、【接触式超声DNA打断仪】组件(探头直接插入样品管)
换能器+钛合金变幅杆(探头组件)
变幅杆:放大振动振幅;
超声探头(微探头):小型钛合金探头,适配微量DNA样品;可高压灭菌;
样品支架、升降调节机构:调节探头浸入深度;
隔音消音箱:降低超声噪音;
外置制冷配件(选配):冰水浴,防止DNA高温降解。
三、【非接触式杯式超声波DNA打断仪】(NGS主流,重点,标书常用)
市面文库制备优先选用,无交叉污染,整套组成:
超声发生驱动主机(发生器)
超声杯体(谐振杯/水浴杯)
内置换能器,水作为超声耦合介质;超声波透过管壁作用于管内样品;
样品适配器(离心管架)
适配0.6mL/1.5mL离心管,多通道高通量;部分带旋转装置,保证超声均匀,片段大小均一;
恒温冷却循环系统(标配b备)
循环冷水通入超声杯夹层;精准控温(0~20℃),避免长时间超声造成DNA热降解;
隔音箱体(消音舱)
封闭腔体,隔离超声噪声;带安全门锁,运行中开盖自动停机;
温度传感单元:实时监测耦合水浴温度,超温自动暂停超声。
四、辅助配套组件
温度传感器(PT100);
连接线缆、水路管路、快速接头;
耗材:专用离心管(耐超声)、密封垫;
备用配件:密封圈、适配器、滤水滤芯(冷水机)。
