Bioruptor 水槽式非接触式超声破碎仪心得体会

由比利时 Diagenode 公司开发生产的 Bioruptor 非接触式全自动超声破碎仪 可获得传统超声方法无可比拟的质量、效率和安全性。这一创新已在欧美广泛应用，被上百篇权威杂志引用，目前最畅销的有两款，Bioruptor Plus和Bioruptor Pico。Bioruptor Plus通用性更广泛，Bioruptor Pico更专注于处理微小量样品，主要用于ChIP实验和二代测序的前处理， Bioruptor 超声破碎仪逐渐成为 ChIP (染色质免疫共沉淀) 研究平台不可缺少的标准化工具。目前最畅销的有两款，Bioruptor Plus和Bioruptor Pico，Bioruptor Plus通用性更广泛，Bioruptor Pico更专注于处理微小量样品，主要用于ChIP实验和二代测序的前处理，

Bioruptor工作原理

Bioruptor 超声破碎仪采用在水槽底部安装超声波发生装置的设计，传统的探头超声波破碎仪，超声波引起的微流动现象只能在靠近探头的区域出现，而 Bioruptor 超声破碎仪由于在水槽底部安装了超声波发生器，使水槽完全处于超声波的作用范围内，超声作用分布广泛而均衡， 降低了泡沫的形成。在实验过程中，Bioruptor 超声破碎仪自动的连续旋转离心管则使超声波的能量分布更为均匀。 
Bioruptor 超声破碎仪在实验过程中，样品分别置于独立的全密封离心管中，样本之间不存在任何交叉污染，避免了气雾的传播，增强了实验的生物安全性。对于 15ml 和50ml离心管适配器， Bioruptor 超声破碎仪还设计了**的共振系统，通过插入离心管中与样品直接接触的金属棒传导超声波。这支金属棒能够反映水槽底部超声发生装置产生的超声波，增强样品的超声破碎效果，但是与传统的探头不同，金属棒不直接产生超声波，不会引起腐蚀等问题。

Bioruptor使用注意事项

首先是水，分为机器用水和实验用水。Bioruptor 水槽式非接触式超声破碎仪顾名思义，就是超声能量通过水为介质穿透样品管作用于液相样品。

超声波能够实现破碎的物理原理相当复杂，目前也没有详细的描述，业内基本上认同是Cavitation，大部分翻译为空化效应——液体在高频率的脉冲拍击下，就会产生无数的高压点和低压点，也就形成所谓的空洞，无数的空洞只保持毫秒级时间又被不断形成的空洞挤爆掉，在这个过程中液体内形成超强的微观爆炸力，这种作用力可以破碎细胞，降解蛋白质，更进一步可以剪切核酸，越来越短。

对于水的要求，首先要洁净，简单说就是没有杂质，这个时候很多同学就会想到直接用超纯水，绝对够干净。可惜干净过头了，超纯水是去离子水，水中本该有的各种元素离子都被除去了，前面所提到的微观爆炸力也就大打折扣了，所以一定要用洁净的非去离子水。机器水槽里的水和样品管里面的水都要遵循这一原则！

题外话，为什么超纯水不能饮用，就是因为超纯水本身离子密度不够，自然就会析出人体里面的微量元素以求离子平衡。同样的道理，如果Bioruptor经常使用去离子水，水槽渐渐就会由光滑的不锈钢表面形成一个个粗糙的黑斑，原因就在于去离子水析出了水槽的金属离子。这样的结果是，实验不理想，Bioruptor的水槽也被损伤了。Bioruptor水槽建议大家使用纯水或者单蒸水即可。样品管中的样品用常规缓冲液就可以了。

其次就是避免Bioruptor高温，Bioruptor超声产生器粘贴在水槽下面，高温状态下，一是损伤超声产生器本身，二是损伤超声产生器和水槽底部粘连的牢固度，由此可知还要避免Bioruptor磕碰震动，不要把它和离心机、摇床等工作时产生震动的设备放在一个实验台上面，最好单独为Bioruptor找个好闺房，结实的好台面放置。另外不要随意挪动，总之，Bioruptor怕热怕振荡，谨记之。

Bioruptor能做什么

Bioruptor用途相当广泛，只有你想不到没有做不到。与传统探头式超声破碎仪相比用途更广泛，局限性是单个样品的体积，可以很小，不能太大。

动植物组织破碎

动植物细胞破碎

酵母菌等真菌破碎

结核杆菌等细菌破碎

提取纯化核酸、蛋白质和各种代谢化合物

提取制备细胞核

染色体染色质破碎

核酸片段化

腺病毒的微粒释放

制备高效价的重组腺病毒

提取病毒DNA

土壤样品破碎

制备纳米颗粒

溶解各种难溶试剂

制备油水乳浊液

省略号

Bioruptor的日常保养

保证水槽里水温稳定4℃，最主要是避免Bioruptor过热，同时4℃的水密度最大，超声效果也最好。

Bioruptor超声产生器粘贴在水槽下面，带动水槽产生高频率超声波，一部分作用于样品，另一部分基本上全都转化为热能，Bioruptor功率强悍，发热也就很迅速，对于Bioruptor而言，它最怕热怕热怕热，极其损伤仪器寿命。

保证Bioruptor连续使用时间少于一个小时，使用后保证仪器开机不工作状态散热至少半小时

水槽水温保证是4℃，不等于长时间工作的Bioruptor水槽下面的核心元件是4℃，所以一定要在Bioruptor工作一个小时后，保证Bioruptor主机处在开机不工作状态至少半个小时，主机散热片可以有效地排热降温。

保证每周更换一次纯水

Bioruptor水槽里的水要定期更换，保证水的洁净度。如果是长时间不使用的话，请排干。再次提醒，禁止使用去离子水

保证Bioruptor停止超声后再取出样品管适配器

样品管适配器放置在Bioruptor水槽上方，与水槽盖上的步进电机齿轮啮合，在Bioruptor工作时电机恒速缓慢转动，带动样品管适配器转动，这样超声能量分布更均匀。在设定循环数完成后或者按stop按钮，电机才会停止转动，中途不可以直接取出适配器，长时间如此不正当操作会损坏步进电机。

保证每个循环的超声时间小于等于暂停时间

原因很简单，降温降温降温，怕热怕热怕热。Bioruptor默认的是30sON/30sOFF。

你也可以遵循default即可。

Bioruptor的耗材选择

一是选进口的，国产的参差不齐，选择起来比较犯难，同时一个牌子的批间稳定性又不好说，超声波需要穿透管壁，这就要求管壁的均一性要好。毕竟不是常用耗材，用量少，索性就选进口的，比如常用的Axygen，Eppendorf的，15ml或者50ml的也可以选用Corning和Falcon的。对于珍贵的样品，可以选用低吸附样品管，进口的几个大品牌都有，Bioruptor厂家的就是低吸附的，对于有些实验要求严苛，非常难处理，可以考虑。
 
二是选透明度高、管壁薄的，质地比较硬比较脆的，这种管子利于超声波更容易的传输，提高超声波利用效率。
 
三是一旦选定某种管子，就不要在实验中途更换其他管子。建议根据实验消耗量，尽量一次性买够，尽力保证耗材方面没有误差产生。
 
另外补充一句，有的实验室会涉及到用Bioruptor plus 非接触式全自动超声破碎仪用来破碎微量组样品，比如微生物和动植物组织等提取核酸蛋白，由于该仪器超声波强度非常大，即使调到设备低档也不太好控制破碎程度，很可能把目的产物破坏掉，为了降低其超声效率，那就需要用与原则二正好相反的方式选择管子。

Bioruptor的使用技巧

每天第一个使用Bioruptor效率会最高

Bioruptor超声破碎仪同样也有超声衰减的固性，超声产生器会有疲劳衰减的现象，其原因无外乎超声产生器工作后变热了，所以选择每天第一次使用Bioruptor，效率也是最好的。

这也是Bioruptor优于传统探头式超声破碎仪的地方， 传统的超声波破碎仪一次只能处理一个样品，实验周期长，Bioruptor 超声破碎仪，一次可同时检测 6 至 12 个样品，实验效率高，不存在批间差异。

每次填满补齐适配器

Bioruptor 超声破碎仪厂商建议无论每次处理几个样品都把空余的样品管孔用空白对照样品管补齐，保证每次超声能量分部均匀，便于建立稳定的实验优化条件，这样子每次无论处理几个样品，都可以保证每次用相同时间处理一定得出相同的处理结果。

三分法振荡离心样品管

特别针对于样品量非常少的体系，比如10ul，Bioruptor超声能量大，很容易就把样品管中微量的样品颠儿到管壁上，超声失效。所以要根据你的实验循环数定期振荡离心样品管，保证样品有效超声。比方说你要做15个循环，就把机器调整为5个循环，5个循环结束后，步进电机也停止转动，取出适配器，取出样品管振荡离心，然后再上机器处理5个循环，接下来同样取出适配器，取出样品管振荡离心，接下来再处理5个循环即可。同时也建议不要建立太微量的样品体系，尽量多一些，这样子就可以避开无效超声。

最后建议大家的是一个原则，超声时间能少则少

超声时间不是越长效果就越好，这也同样遵循边际效应，如果通过5个超声循环处理已经获得目的产物，6个循环没有明显的改善，以后就保证只用5个超声循环处理。超声波没有选择性地在破碎样品，处理时间越长往往导致更多的干扰项。所以奉劝大家，能少超坚决不多超！