高通量声波基因组剪切仪在NGS建库DNA片段化中的性能验证：医院实测数据

一、NGS建库中DNA片段化的技术要求

二代测序（NGS）建库过程中，DNA片段化是决定文库质量的第一关。片段过短会丢失结构变异信息，片段过长又会拉低cluster密度、增加接头残留。能否稳定输出集中在220 bp左右、长度分布均一的DNA，直接决定下游测序数据的好坏。

在实际操作中，不同样本类型、不同浓度样本对打断条件的要求存在差异。超声打断仪批次差异、水浴温度漂移、长时间超声在管盖处产生气溶胶导致样本损耗、低浓度/FFPE样本反复优化仍难以达到目标区间等问题，是临床和科研一线常见的反馈。本文基于医院实测数据，介绍高通量声波基因组剪切仪在NGS建库DNA片段化中的性能表现。

二、仪器技术特点

高通量声波基因组剪切仪采用非接触式声波剪切技术，样本管不接触探头，可降低交叉污染与样本损耗风险。设备搭配低温循环冷水机，形成低温闭环控温系统，避免长时间打断过程中温度漂移导致的片段分布不稳定。多通道并行设计支持100 μL EP管、最多32个样品同时处理，适合批量样本的同步实验。

关键参数：样本体积30 μL起（适配100 μL EP管）；打断范围150–1000 bp可调，常规推荐200–300 bp（NGS）；工作程序总时长15–60 min多梯度可选；建议使用TPX材质EP管。

三、实验设计与方法

3.1 实验目的

对所提取的DNA片段进行打断处理，使其片段集中至220 bp左右，用于二代测序建库。实验要求DNA总量≥500 ng，片段主峰集中在220 bp区间。

3.2 仪器参数

Duty Factor 20%，Peak Incident Power 50 W，Cycles Burst 200，Time 170–230 s。打断时间需根据样本质量调整。

3.3 实验步骤

启动主机及配套冷水机，设置冷水机温度2℃；取100 μL EP管（TPX材质），加入30 μL浓度分别为50 ng/μL、30 ng/μL的DNA溶液；将样品对称放入仪器适配器中配平；程序设置总时长分别为25、30、35 min三个梯度对照；程序结束后取出样品，毛细管电泳检测片段分布。

3.4 片段质控

使用毛细管电泳试剂High Sensitivity DNA Kit或High Sensitivity D1000 ScreenTape/Reagents或DNA High Sensitivity Reagent Kit及配套仪器进行片段质控，要求主要片段约220 bp，否则应重新打断或重新提取DNA。

四、实验结果

4.1 6样本×3时长梯度结果

样本编号	样本类型	35 min	30 min	25 min	备注
1	新鲜样本	可以	偏大	偏大	—
2	新鲜样本	可以	偏大	偏大	—
3	新鲜样本	偏小	偏小	可以	测量浓度可能不准
4	石蜡样本	偏小	可以	偏大	—

4个样本中，2个样本在35 min即可达到合格状态；样本3因浓度读数偏差只需25 min；石蜡样本4在30 min也能稳定输出合格片段。

4.2 代表性毛细电泳结果

以样本4为例，35 min时主要片段在100 bp左右，偏小；25 min时样本偏大；30 min时200 bp左右的样本量最多，符合接近220 bp的要求。

五、操作注意事项

冷水机务必提前15 min启动并稳定至2℃，否则仪器温控保护会延长打断时长；EP管必须使用TPX材质，普通PP管会吸收超声能量、导致片段偏大；样品放入适配器务必对称配平，左右各3管；程序结束后立即取出样品，置于4℃保存，避免余热继续打断；高浓度样本可先稀释到30–50 ng/μL再上机，打断均一性更佳。

六、总结

高通量声波基因组剪切仪通过非接触式声波剪切、低温闭环控温和多通道并行处理，可为NGS建库DNA片段化提供稳定的前处理方案。医院实测数据显示，不同样本类型所需打断时间存在差异，新鲜样本与石蜡样本需根据片段质控结果调整时长。该仪器适用于临床与科研实验室的NGS建库前处理。