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磁珠法核酸提取

發布時間：

2024-05-17 15:14

磁珠法核酸提取

随着疫情相關信息的傳播，許多(duō)先前不為(wèi)大衆所知的診斷行業專業名(míng)詞逐漸變得家喻戶曉，如核酸檢測、試劑盒、咽拭子、假陰性等等。我們在進行核酸檢測的時候，通常需要在檢測之前經曆核酸提取這一步驟，簡單來說将病毒的核酸從我們采集的樣本當中(zhōng)提取出來，以用(yòng)于後續實驗。通過對磁珠進行一定的包被（如矽基、氨基、羧基等），從而可(kě)以實現對核酸的高通量、自動化提取，這一技(jì )術産(chǎn)生于20世紀80年代，已經有(yǒu)了成熟的試劑盒并形成為(wèi)産(chǎn)業。

磁珠法核酸提取法基本原理(lǐ)：

首先，磁珠是一類特殊的納微米材料，它們的尺寸通常在零點幾微米到幾微米之間，僅為(wèi)一根頭發絲直徑的十幾分(fēn)之一到幾十分(fēn)之一，肉眼是無法觀測到單個磁珠的。

其次，它們具(jù)有(yǒu)超順磁性，在磁場中(zhōng)可(kě)以向一側迅速移動，聚集在一起，而去除磁場後又(yòu)能(néng)夠迅速恢複到分(fēn)散狀态。

再次，用(yòng)于核酸提取的磁珠表面具(jù)有(yǒu)特定的性質(zhì)，在某些條件下能(néng)夠将病毒核酸吸附在表面，在另一些條件下又(yòu)能(néng)将病毒核酸從表面釋放下來，用(yòng)于後續的檢測步驟。核酸結合到磁珠上主要依靠靜電(diàn)作(zuò)用(yòng)、疏水作(zuò)用(yòng)和氫鍵作(zuò)用(yòng)。細胞或組織在裂解液作(zuò)用(yòng)下，其中(zhōng)的DNA/RNA被釋放出來。此時經過表面修飾的超順磁性氧化矽納米磁珠即與核酸進行“特異性結合”，形成“核酸-磁珠複合物(wù)”。然後在外加磁場的作(zuò)用(yòng)下，複合物(wù)即分(fēn)離出來。而後經過洗脫液洗去非特異性吸附的雜質(zhì)、去鹽、純化後，即得到欲提取的核酸物(wù)質(zhì)。

磁珠如何與核酸結合實現提取功能(néng)？ 

核酸作(zuò)為(wèi)一種生物(wù)大分(fēn)子，之所以能(néng)夠在水溶液中(zhōng)穩定分(fēn)散不沉澱，是由于三種非共價作(zuò)用(yòng)力的存在：（1）靜電(diàn)相互作(zuò)用(yòng)（2）範德(dé)華力（3）氫鍵。核酸分(fēn)子具(jù)有(yǒu)多(duō)個磷酸基團，呈現高度負電(diàn)性，分(fēn)子間互相排斥從而避免發生團聚。此外，核酸分(fēn)子在水溶液中(zhōng)通過氫鍵與範德(dé)華力結合了大量的水分(fēn)子在其周圍，形成一個水化層，也阻止了分(fēn)子間的聚集。因此，要使得核酸分(fēn)子結合到磁珠表面，必須削弱上述作(zuò)用(yòng)力，屏蔽溶液中(zhōng)的靜電(diàn)斥力，同時破壞核酸分(fēn)子表面的水化層，使其能(néng)夠與磁珠表面相接觸，進而産(chǎn)生吸附。

磁珠法核酸提取步驟：

一般可(kě)以分(fēn)為(wèi)四步：裂解——結合——洗滌——洗脫。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖一：磁珠法核酸提取過程示意圖

磁珠法核酸提取試劑盒的優勢：

①能(néng)夠實現自動化、大批量操作(zuò)，目前已有(yǒu)96通道的核酸自動提取儀，用(yòng)一個樣品的提取時間即可(kě)實現對96個樣品的處理(lǐ)，符合生物(wù)學(xué)高通量的操作(zuò)要求，使得傳染性疾病爆發時能(néng)夠進行快速及時的應對（例如新(xīn)冠肺炎），這一特點使得傳統方法望塵莫及；

②操作(zuò)簡單、用(yòng)時短，整個提取流程隻有(yǒu)四步，大多(duō)可(kě)以在30分(fēn)鍾内完成；

③不使用(yòng)傳統方法中(zhōng)的苯酚、氯仿等有(yǒu)毒試劑，對實驗操作(zuò)人員的傷害減少，完全符合現代環保理(lǐ)念；

④磁珠與核酸的特異性結合使得提取的核酸純度高、濃度大。

如何評估磁珠法提取核酸的效果？

這裏給出三個評價尺度：

Purity（純度），具(jù)體(tǐ)而言是磁珠提取後的核酸中(zhōng)含有(yǒu)多(duō)少非核酸類的雜質(zhì)殘留，如蛋白、鹽、多(duō)糖等。該指标通常用(yòng)吸光度比值（A260/A280和A260/A230）來衡量。

Q指的是Quality（質(zhì)量），磁珠提取後的核酸尤其是較長(cháng)的基因組核酸應保持其完整性，不應出現斷裂或降解等現象。該指标可(kě)通過簡單的凝膠電(diàn)泳或者複雜一些的特定PCR及微流控芯片進行評估。

R指的是Recovery（收率），磁珠提取過程應當盡量将所有(yǒu)的核酸都能(néng)從樣本中(zhōng)提取出來。高收率對于核酸檢測尤其是疾病早期檢測的靈敏度至關重要，在疾病早期，樣本中(zhōng)的病原體(tǐ)核酸含量通常較低，如果不能(néng)提取到所有(yǒu)核酸，那麽很(hěn)容易出現假陰性，導緻漏檢。

随着基因檢測、個性化給藥、産(chǎn)前診斷等的普及，在生物(wù)行業各領域都追求高通量、自動化，傳統DNA提取方法的局限愈來愈明顯，而磁珠法DNA提取的優勢則愈來愈明顯：能(néng)夠實現自動化、大批量操作(zuò)；操作(zuò)簡單、用(yòng)時短；不使用(yòng)傳統方法中(zhōng)的苯、氯仿等有(yǒu)毒試劑，完全符合現代環保理(lǐ)念；與核酸的特異性結合使得提取的核酸純度高、濃度大。

上海領駿生物(wù)科(kē)技(jì )有(yǒu)限公(gōng)司成立于2016年，位于上海市青浦區(qū)張江雲立方園區(qū)。公(gōng)司長(cháng)期緻力于生物(wù)領域内相關産(chǎn)品的研發、生産(chǎn)和銷售，産(chǎn)品主要包括磁性納米材料和磁珠法核酸提取純化試劑。公(gōng)司一直堅持以“質(zhì)量、誠信、團結、奮進”為(wèi)宗旨，嚴格規範質(zhì)量管理(lǐ)體(tǐ)系，持續創新(xīn)、精(jīng)益求精(jīng)，為(wèi)客戶提供優質(zhì)的産(chǎn)品和服務(wù),被認定為(wèi)上海市專精(jīng)特新(xīn)企業。

 

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