Bioruptor水槽式非接觸式超聲破碎儀使用說明
由比利時 Diagenode 公司開發(fā)生產(chǎn)的 Bioruptor 非接觸式全自動超聲破碎儀可獲得傳統(tǒng)超聲方法無可比擬的質(zhì)量、效率和安全性。這一創(chuàng)新已在歐美廣泛應(yīng)用，被上百篇權(quán)威雜志引用，目前最暢銷的有兩款，Bioruptor Plus和Bioruptor Pico。Bioruptor Plus通用性更廣泛，Bioruptor Pico更專注于處理微小量樣品，主要用于ChIP實(shí)驗(yàn)和二代測序的前處理， Bioruptor 超聲破碎儀逐漸成為 ChIP (染色質(zhì)免疫共沉淀) 研究平臺不可缺少的標(biāo)準(zhǔn)化工具。
Bioruptor工作原理
Bioruptor 超聲破碎儀采用在水槽底部安裝超聲波發(fā)生裝置的設(shè)計，傳統(tǒng)的探頭超聲波破碎儀，超聲波引起的微流動現(xiàn)象只能在靠近探頭的區(qū)域出現(xiàn)，而 Bioruptor 超聲破碎儀由于在水槽底部安裝了超聲波發(fā)生器，使水槽完全處于超聲波的作用范圍內(nèi)，超聲作用分布廣泛而均衡， 降低了泡沫的形成。在實(shí)驗(yàn)過程中，Bioruptor 超聲破碎儀自動的連續(xù)旋轉(zhuǎn)離心管則使超聲波的能量分布更為均勻。
bioruptor 原理圖
Bioruptor 超聲破碎儀在實(shí)驗(yàn)過程中，樣品分別置于獨(dú)立的全密封離心管中，樣本之間不存在任何交叉污染，避免了氣霧的傳播，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的生物安全性。對于 15ml 和50ml離心管適配器， Bioruptor 超聲破碎儀還設(shè)計了專利的共振系統(tǒng)，通過插入離心管中與樣品直接接觸的金屬棒傳導(dǎo)超聲波。這支金屬棒能夠反映水槽底部超聲發(fā)生裝置產(chǎn)生的超聲波，增強(qiáng)樣品的超聲破碎效果，但是與傳統(tǒng)的探頭不同，金屬棒不直接產(chǎn)生超聲波，不會引起腐蝕等問題。
Bioruptor使用注意事項(xiàng)
首先是水。
水分為機(jī)器用水和實(shí)驗(yàn)用水。Bioruptor 水槽式非接觸式超聲破碎儀顧名思義，就是超聲能量通過水為介質(zhì)穿透樣品管作用于液相樣品。
超聲波能夠?qū)崿F(xiàn)破碎的物理原理相當(dāng)復(fù)雜，目前也沒有詳細(xì)的描述，業(yè)內(nèi)基本上認(rèn)同是Cavitation，大部分翻譯為空化效應(yīng)——液體在高頻率的脈沖拍擊下，就會產(chǎn)生無數(shù)的高壓點(diǎn)和低壓點(diǎn)，也就形成所謂的空洞，無數(shù)的空洞只保持毫秒級時間又被不斷形成的空洞擠爆掉，在這個過程中液體內(nèi)形成超強(qiáng)的微觀爆炸力，這種作用力可以破碎細(xì)胞，降解蛋白質(zhì)，更進(jìn)一步可以剪切核酸，越來越短。
對于水的要求，首先要潔凈，簡單說就是沒有雜質(zhì)，這個時候很多同學(xué)就會想到直接用超純水，絕對夠干凈。可惜干凈過頭了，超純水是去離子水，水中本該有的各種元素離子都被除去了，前面所提到的微觀爆炸力也就大打折扣了，所以一定要用潔凈的非去離子水。機(jī)器水槽里的水和樣品管里面的水都要遵循這一原則！
題外話，為什么超純水不能飲用，就是因?yàn)槌兯旧黼x子密度不夠，自然就會析出人體里面的微量元素以求離子平衡。同樣的道理，如果Bioruptor經(jīng)常使用去離子水，水槽漸漸就會由光滑的不銹鋼表面形成一個個粗糙的黑斑，原因就在于去離子水析出了水槽的金屬離子。這樣的結(jié)果是，實(shí)驗(yàn)不理想，Bioruptor的水槽也被損傷了。Bioruptor水槽建議大家使用純水或者單蒸水即可。樣品管中的樣品用常規(guī)緩沖液就可以了。
其次就是避免Bioruptor高溫。
Bioruptor超聲產(chǎn)生器粘貼在水槽下面，高溫狀態(tài)下，一是損傷超聲產(chǎn)生器本身，二是損傷超聲產(chǎn)生器和水槽底部粘連的牢固度，由此可知還要避免Bioruptor磕碰震動，不要把它和離心機(jī)、搖床等工作時產(chǎn)生震動的設(shè)備放在一個實(shí)驗(yàn)臺上面，最好單獨(dú)為Bioruptor找個好閨房，結(jié)實(shí)的好臺面放置。另外不要隨意挪動，總之，Bioruptor怕熱怕振蕩，謹(jǐn)記之。
Bioruptor能做什么
Bioruptor用途相當(dāng)廣泛，只有你想不到?jīng)]有做不到。與傳統(tǒng)探頭式超聲破碎儀相比用途更廣泛，局限性是單個樣品的體積，可以很小，不能太大。
動植物組織破碎
動植物細(xì)胞破碎
酵母菌等真菌破碎
結(jié)核桿菌等細(xì)菌破碎
提取純化核酸、蛋白質(zhì)和各種代謝化合物
提取制備細(xì)胞核
染色體染色質(zhì)破碎
核酸片段化
腺病毒的微粒釋放
制備高效價的重組腺病毒
提取病毒DNA
土壤樣品破碎
制備納米顆粒
溶解各種難溶試劑
制備油水乳濁液
省略號
Bioruptor的日常保養(yǎng)
1.保證水槽里水溫穩(wěn)定4℃
最主要是避免Bioruptor過熱，同時4℃的水密度最大，超聲效果也最好。Bioruptor超聲產(chǎn)生器粘貼在水槽下面，帶動水槽產(chǎn)生高頻率超聲波，一部分作用于樣品，另一部分基本上全都轉(zhuǎn)化為熱能，Bioruptor功率強(qiáng)悍，發(fā)熱也就很迅速，對于Bioruptor而言，它最怕熱怕熱怕熱，極其損傷儀器壽命。
2.保證Bioruptor連續(xù)使用時間少于一個小時
使用后保證儀器開機(jī)不工作狀態(tài)散熱至少半小時，水槽水溫保證是4℃，不等于長時間工作的Bioruptor水槽下面的核心元件是4℃，所以一定要在Bioruptor工作一個小時后，保證Bioruptor主機(jī)處在開機(jī)不工作狀態(tài)至少半個小時，主機(jī)散熱片可以有效地排熱降溫。
3保證每周更換一次純水
Bioruptor水槽里的水要定期更換，保證水的潔凈度。如果是長時間不使用的話，請排干。再次提醒，禁止使用去離子水
4.保證Bioruptor停止超聲后再取出樣品管適配器
樣品管適配器放置在Bioruptor水槽上方，與水槽蓋上的步進(jìn)電機(jī)齒輪嚙合，在Bioruptor工作時電機(jī)恒速緩慢轉(zhuǎn)動，帶動樣品管適配器轉(zhuǎn)動，這樣超聲能量分布更均勻。在設(shè)定循環(huán)數(shù)完成后或者按stop按鈕，電機(jī)才會停止轉(zhuǎn)動，中途不可以直接取出適配器，長時間如此不正當(dāng)操作會損壞步進(jìn)電機(jī)。
5.保證每個循環(huán)的超聲時間小于等于暫停時間
原因很簡單，降溫降溫降溫，怕熱怕熱怕熱。Bioruptor默認(rèn)的是30sON/30sOFF。你也可以遵循default即可。
Bioruptor的耗材選擇
一是選進(jìn)口的
國產(chǎn)的參差不齊，選擇起來比較犯難，同時一個牌子的批間穩(wěn)定性又不好說，超聲波需要穿透管壁，這就要求管壁的均一性要好。畢竟不是常用耗材，用量少，索性就選進(jìn)口的，比如常用的Axygen，Eppendorf的，15ml或者50ml的也可以選用Corning和Falcon的。對于珍貴的樣品，可以選用低吸附樣品管，進(jìn)口的幾個大品牌都有，Bioruptor廠家的就是低吸附的，對于有些實(shí)驗(yàn)要求嚴(yán)苛，非常難處理，可以考慮。
二是選透明度高、管壁薄的，質(zhì)地比較硬比較脆的
這種管子利于超聲波更容易的傳輸，提高超聲波利用效率。
三是一旦選定某種管子，就不要在實(shí)驗(yàn)中途更換其他管子。
建議根據(jù)實(shí)驗(yàn)消耗量，盡量一次性買夠，盡力保證耗材方面沒有誤差產(chǎn)生。
另外補(bǔ)充一句，有的實(shí)驗(yàn)室會涉及到用Bioruptor plus 非接觸式全自動超聲破碎儀用來破碎微量組樣品，比如微生物和動植物組織等提取核酸蛋白，由于該儀器超聲波強(qiáng)度非常大，即使調(diào)到設(shè)備低檔也不太好控制破碎程度，很可能把目的產(chǎn)物破壞掉，為了降低其超聲效率，那就需要用與原則二正好相反的方式選擇管子。
Bioruptor的使用技巧
1.每天第一個使用Bioruptor效率會最高，Bioruptor超聲破碎儀同樣也有超聲衰減的固性，超聲產(chǎn)生器會有疲勞衰減的現(xiàn)象，其原因無外乎超聲產(chǎn)生器工作后變熱了，所以選擇每天第一次使用Bioruptor，效率也是最好的。
這也是Bioruptor優(yōu)于傳統(tǒng)探頭式超聲破碎儀的地方， 傳統(tǒng)的超聲波破碎儀一次只能處理一個樣品，實(shí)驗(yàn)周期長，Bioruptor 超聲破碎儀，一次可同時檢測 6 至 12 個樣品，實(shí)驗(yàn)效率高，不存在批間差異。
2.每次填滿補(bǔ)齊適配器
Bioruptor 超聲破碎儀廠商建議無論每次處理幾個樣品都把空余的樣品管孔用空白對照樣品管補(bǔ)齊，保證每次超聲能量分部均勻，便于建立穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)優(yōu)化條件，這樣子每次無論處理幾個樣品，都可以保證每次用相同時間處理一定得出相同的處理結(jié)果。
3.三分法振蕩離心樣品管
特別針對于樣品量非常少的體系，比如10ul，Bioruptor超聲能量大，很容易就把樣品管中微量的樣品顛兒到管壁上，超聲失效。所以要根據(jù)你的實(shí)驗(yàn)循環(huán)數(shù)定期振蕩離心樣品管，保證樣品有效超聲。比方說你要做15個循環(huán)，就把機(jī)器調(diào)整為5個循環(huán)，5個循環(huán)結(jié)束后，步進(jìn)電機(jī)也停止轉(zhuǎn)動，取出適配器，取出樣品管振蕩離心，然后再上機(jī)器處理5個循環(huán)，接下來同樣取出適配器，取出樣品管振蕩離心，接下來再處理5個循環(huán)即可。同時也建議不要建立太微量的樣品體系，盡量多一些，這樣子就可以避開無效超聲。
4.最后建議大家的是一個原則，超聲時間能少則少
超聲時間不是越長效果就越好，這也同樣遵循邊際效應(yīng)，如果通過5個超聲循環(huán)處理已經(jīng)獲得目的產(chǎn)物，6個循環(huán)沒有明顯的改善，以后就保證只用5個超聲循環(huán)處理。超聲波沒有選擇性地在破碎樣品，處理時間越長往往導(dǎo)致更多的干擾項(xiàng)。所以奉勸大家，能少超堅(jiān)決不多超！
