الاستراتيجيات الأساسية والتطبيقات لفرز أجزاء الحمض النووي

يعتمد مبدأ تنقية الخرزات المغناطيسية للأحماض النووية على تقنية التثبيت العكسي للطور الصلب (SPRI), والتي لم تتضح آلية عملها بعد. تعد نظرية جسر الملح حاليًا تفسيرًا علميًا أكثر, إنه, في تركيزات أعلى من محلول الكحول والملح يحجز ماء طبقة الماء خارج جزيئات الحمض النووي, مما أدى إلى تجميع جزيئات الحمض النووي هطول الأمطار, بحيث تنكشف مجموعات الفوسفات سالبة الشحنة. تشكل أيونات الملح "جسر الملح", ويسمى أيضًا "الجسر الكهربائي", مع المجموعات الموجودة على سطح الخرز, مما يتسبب في امتصاص الحمض النووي على سطح الخرز.

هطول الأيزوبروبانول والإيثانول قوي للغاية, لذلك لا يتم استخدام فرز الأجزاء بشكل عام, لكن البوليمرات غير الأيونية القابلة للذوبان في الماء PEG, إنه, البولي ايثيلين جلايكول كمادة مرسبة, وبسبب PEG اللزج بحيث يمكن للخرز المغناطيسي الموجود في المخزن المؤقت الحصول على تعليق جيد. في عملية ربط الحمض النووي, يمكن الاتصال بالخرز المغناطيسي بشكل كامل مع الحمض النووي, وليس من السهل أن يتسبب PEG في تمسخ البروتين وامتصاصه غير المحدد. لكن, يتأثر تأثير ترسب الحمض النووي لـ PEG بسهولة بدرجة الحموضة ودرجة الحرارة, ولا يذوب PEG بسهولة في الماء عندما تكون درجة الحرارة منخفضة جدًا, لذا الخرز المغناطيسي مطلوب عموما أن تكون معايرتها في درجة حرارة الغرفة قبل الاستخدام, وبعض مثبتات الرقم الهيدروجيني المنخفضة, مثل تريس-حمض الهيدروكلوريك, إلخ., سيتم إضافتها إلى المخزن المؤقت للخرز المغناطيسي.

كلما كان الحمض النووي أطول, تنكشف مجموعات الفوسفات ذات الشحنة السالبة على السطح, كلما كانت الشحنة السالبة للجزيء بأكمله أقوى, كلما كان من الأسهل أن يتم امتصاصه على الخرز المغناطيسي, وهناك حاجة فقط إلى تركيز أقل من PEG وNaCl لاستعادته; كلما كان الحمض النووي أقصر, كلما زادت الحاجة إلى تركيز PEG وNaCl لتدمير طبقة الترطيب على السطح بشكل أكثر شمولاً, ولكشف ما يكفي من مجموعات الفوسفات سالبة الشحنة ليتم امتصاصها بواسطة الخرز المغناطيسي, وبالتالي تعافى. وبالتالي تعافى مرة أخرى. لذا، إذا كنت ترغب في استعادة أجزاء أقصر من الحمض النووي, تحتاج إلى إضافة حجم أكبر من الخرز المغناطيسي (يظهر في الشكل 1).

لذلك, الإجراء العام لفرز الأجزاء هو امتصاص الأجزاء الكبيرة باستخدام عازلة مخففة للخرز في الجولة الأولى, ثم قم بإضافة عازلة حبة لامتصاص الأجزاء المحددة في الجولة الثانية بعد أخذ المادة الطافية, للحصول على الحمض النووي المجزأ المطلوب. حالياً, تستخدم معظم أنظمة فرز الأجزاء الموجودة في السوق الخرز الكربوكسيلي مع تركيزات مختلفة من أيونات الملح ونسب PEG لاستعادة الأجزاء ذات الأطوال المختلفة., ولكن بالطبع, هناك مخطط آخر, وهو طريقة الرسول أول عملية امتزاز لشظايا كبيرة باستخدام خرزات مغناطيسية كربوكسيلية (الركيزة A المبينة في الشكل. 2) بتركيز معين من أيونات الملح وPEG, ومن ثم تمتز الأجزاء الصغيرة باستخدام حبات مغناطيسية تحتوي على السيليكا والهيدروكسيل (الركيزة B المبينة في الشكل. 2) بتركيز معين من أيونات الملح وPEG ^[2].

تعتبر طريقة الخرزة المغناطيسية لفرز الأجزاء فعالة, سريع, وتقنية محددة للغاية, ويعد فرز الأجزاء إحدى الخطوات الأساسية في عملية إعداد مكتبة NGS. من خلال فرز الأجزاء, يمكنه التأكد من أن حجم أجزاء الحمض النووي في المكتبة يلبي متطلبات منصة التسلسل, وبالتالي تحسين جودة بيانات التسلسل ودقة التحليل. في مجال التشخيص الجزيئي, يتم استخدام تقنية فرز الأجزاء لتحسين حساسية وخصوصية الكشف. يمكن أيضًا استخدام الخرز المغناطيسي لفرز الأجزاء لتنقية منتجات PCR للتجارب النهائية.

مراجع:

[1] ليو د, سائل, لو ج, إلخ. استراتيجية تنقية الحمض النووي القائمة على الخرز SPRI من أجل المرونة والفعالية من حيث التكلفة[ي/رأ]. علم الجينوم BMC, 2023, 24(1): 125. DOI:10.1186/s12864-023-09211-ث.

[2] تشانغ ب, تشاو س, وان ه, إلخ. إثراء حجم الحمض النووي عالي الدقة باستخدام منصة نانو مغناطيسية وتطبيقه في اختبارات ما قبل الولادة غير الغازية[ي/رأ]. المحلل, 2020, 145(17): 5733-5739. DOI:10.1039/D0AN00813C.

مزود

شركة شنغهاي لينغجون للتكنولوجيا الحيوية, المحدودة.تأسست في 2016 وهي شركة متخصصة في تصنيع المواد المغناطيسية الحيوية وكواشف استخلاص الحمض النووي.

لدينا خبرة غنية في استخراج وتنقية الحمض النووي, تنقية البروتين, فصل الخلايا, التألق الكيميائي, وغيرها من المجالات التقنية.

منتجاتنا تستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات, مثل الفحوصات الطبية, الاختبارات الجينية, البحوث الجامعية, التكاثر الوراثي, وهكذا. نحن لا نقدم المنتجات فحسب، بل يمكننا أيضًا إجراء تصنيع المعدات الأصلية, أوديإم, وغيرها من الاحتياجات. إذا كان لديك حاجة ذات صلة, لا تتردد في الاتصال بنا علىsales01@lingjunbio.com.