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磁珠法核酸提取

發布時(shí)間(jiān)：

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(dà)衆所知的診斷行(xíng)業專業名詞逐漸變得(de)家(jiā)喻戶曉，如核酸檢測、試劑盒、咽拭子、假陰性等等。我們在進行(xíng)核酸檢測的時(shí)候，通(tōng)常需要在檢測之前經曆核酸提取這一步驟，簡單來(lái)說将病毒的核酸從我們采集的樣本當中提取出來(lái)，以用于後續實驗。通(tōng)過對磁珠進行(xíng)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(gāo)通(tōng)量、自動化提取，這一技(jì)術(shù)産生(shēng)于20世紀80年代，已經有(yǒu)了成熟的試劑盒并形成為(wèi)産業。

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(tōng)常在零點幾微米到幾微米之間(jiān)，僅為(wèi)一根頭發絲直徑的十幾分之一到幾十分之一，肉眼是無法觀測到單個(gè)磁珠的。

其次，它們具有(yǒu)超順磁性，在磁場(chǎng)中可(kě)以向一側迅速移動，聚集在一起，而去除磁場(chǎng)後又能夠迅速恢複到分散狀态。

再次，用于核酸提取的磁珠表面具有(yǒu)特定的性質，在某些(xiē)條件下能夠将病毒核酸吸附在表面，在另一些(xiē)條件下又能将病毒核酸從表面釋放下來(lái)，用于後續的檢測步驟。核酸結合到磁珠上(shàng)主要依靠靜電(diàn)作(zuò)用、疏水(shuǐ)作(zuò)用和(hé)氫鍵作(zuò)用。細胞或組織在裂解液作(zuò)用下，其中的DNA/RNA被釋放出來(lái)。此時(shí)經過表面修飾的超順磁性氧化矽納米磁珠即與核酸進行(xíng)“特異性結合”，形成“核酸-磁珠複合物”。然後在外加磁場(chǎng)的作(zuò)用下，複合物即分離出來(lái)。而後經過洗脫液洗去非特異性吸附的雜質、去鹽、純化後，即得(de)到欲提取的核酸物質。

磁珠如何與核酸結合實現提取功能？ 

核酸作(zuò)為(wèi)一種生(shēng)物大(dà)分子，之所以能夠在水(shuǐ)溶液中穩定分散不沉澱，是由于三種非共價作(zuò)用力的存在：（1）靜電(diàn)相互作(zuò)用（2）範德華力（3）氫鍵。核酸分子具有(yǒu)多(duō)個(gè)磷酸基團，呈現高(gāo)度負電(diàn)性，分子間(jiān)互相排斥從而避免發生(shēng)團聚。此外，核酸分子在水(shuǐ)溶液中通(tōng)過氫鍵與範德華力結合了大(dà)量的水(shuǐ)分子在其周圍，形成一個(gè)水(shuǐ)化層，也阻止了分子間(jiān)的聚集。因此，要使得(de)核酸分子結合到磁珠表面，必須削弱上(shàng)述作(zuò)用力，屏蔽溶液中的靜電(diàn)斥力，同時(shí)破壞核酸分子表面的水(shuǐ)化層，使其能夠與磁珠表面相接觸，進而産生(shēng)吸附。

磁珠法核酸提取步驟：

一般可(kě)以分為(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能夠實現自動化、大(dà)批量操作(zuò)，目前已有(yǒu)96通(tōng)道(dào)的核酸自動提取儀，用一個(gè)樣品的提取時(shí)間(jiān)即可(kě)實現對96個(gè)樣品的處理(lǐ)，符合生(shēng)物學高(gāo)通(tōng)量的操作(zuò)要求，使得(de)傳染性疾病爆發時(shí)能夠進行(xíng)快速及時(shí)的應對（例如新冠肺炎），這一特點使得(de)傳統方法望塵莫及；

②操作(zuò)簡單、用時(shí)短(duǎn)，整個(gè)提取流程隻有(yǒu)四步，大(dà)多(duō)可(kě)以在30分鍾內(nèi)完成；

③不使用傳統方法中的苯酚、氯仿等有(yǒu)毒試劑，對實驗操作(zuò)人(rén)員的傷害減少(shǎo)，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(de)提取的核酸純度高(gāo)、濃度大(dà)。

如何評估磁珠法提取核酸的效果？

這裏給出三個(gè)評價尺度：

Purity（純度），具體(tǐ)而言是磁珠提取後的核酸中含有(yǒu)多(duō)少(shǎo)非核酸類的雜質殘留，如蛋白、鹽、多(duō)糖等。該指标通(tōng)常用吸光度比值（A260/A280和(hé)A260/A230）來(lái)衡量。

Q指的是Quality（質量），磁珠提取後的核酸尤其是較長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(tōng)過簡單的凝膠電(diàn)泳或者複雜一些(xiē)的特定PCR及微流控芯片進行(xíng)評估。

R指的是Recovery（收率），磁珠提取過程應當盡量将所有(yǒu)的核酸都能從樣本中提取出來(lái)。高(gāo)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，樣本中的病原體(tǐ)核酸含量通(tōng)常較低(dī)，如果不能提取到所有(yǒu)核酸，那(nà)麽很(hěn)容易出現假陰性，導緻漏檢。

随着基因檢測、個(gè)性化給藥、産前診斷等的普及，在生(shēng)物行(xíng)業各領域都追求高(gāo)通(tōng)量、自動化，傳統DNA提取方法的局限愈來(lái)愈明(míng)顯，而磁珠法DNA提取的優勢則愈來(lái)愈明(míng)顯：能夠實現自動化、大(dà)批量操作(zuò)；操作(zuò)簡單、用時(shí)短(duǎn)；不使用傳統方法中的苯、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(de)提取的核酸純度高(gāo)、濃度大(dà)。

未因生物科技（上海）有限公司成立于2016年，位于上(shàng)海市青浦區(qū)張江雲立方園區(qū)。公司長期緻力于生(shēng)物領域內(nèi)相關産品的研發、生(shēng)産和(hé)銷售，産品主要包括磁性納米材料和(hé)磁珠法核酸提取純化試劑。公司一直堅持以“質量、誠信、團結、奮進”為(wèi)宗旨，嚴格規範質量管理(lǐ)體(tǐ)系，持續創新、精益求精，為(wèi)客戶提供優質的産品和(hé)服務,被認定為(wèi)上(shàng)海市專精特新企業。

 

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