استخراج الحمض النووي بطريقة الخرزة المغناطيسية: دقيقة وفعالة “صائد الجينات”

في مجال البيولوجيا الجزيئية والتشخيص الطبي, يعد استخراج الحمض النووي الخطوة الأولى في فك الشفرة الوراثية. من الكشف عن الحمض النووي لفيروس كورونا الجديد إلى تحليل الجينات السرطانية, يؤثر نقاء وإنتاجية الحمض النووي بشكل مباشر على دقة النتائج. في السنوات الأخيرة, تكنولوجيا استخراج الحمض النووي حبة مغناطيسية, مع كفاءتها, خصائص مرنة وتلقائية, لقد حلت تدريجياً محل طريقة الفينول الكلور التقليدية وطريقة عمود الطرد المركزي, وتصبح “أداة النجمة” من المختبر.

1. مبادئ وإجراءات استخراج الحمض النووي بطريقة الخرزة المغناطيسية

جوهر طريقة الخرزة المغناطيسية هو استخدام الجسيمات النانوية المغناطيسية المعدلة سطحيًا (عن 50-500 نانومتر في القطر) لربط الأحماض النووية عن طريق الامتزاز الكهروستاتيكي, تفاعل مسعور, أو روابط معينة (مثل مجموعات هيدروكسيل السيليكون والكربوكسيل). تتضمن عملية التشغيل الخطوات التالية:

تحلل العينة: المحللة تدمر غشاء الخلية / القفيصة الفيروسية ويطلق الحمض النووي;

ربط الخرزة المغناطيسية: ترتبط الخرزات المغناطيسية تحديدًا بالأحماض النووية لتكوين أ “مجمع حبة الحمض النووي المغناطيسي”;

الفصل المغناطيسي: مجال مغناطيسي خارجي لامتصاص الخرز المغناطيسي, تخلص من السائل النجاسة;

غسل: عازلة لإزالة البروتينات, السكريات والملوثات الأخرى;

شطف: يقوم المحلول قليل الملح بفصل الحمض النووي عن الخرز المغناطيسي للحصول على حمض نووي عالي النقاوة.

لا تتطلب هذه العملية عمود طرد مركزي أو مذيب عضوي, الإطار المغناطيسي فقط, تبسيط خطوات العملية إلى حد كبير.

2. مقارنة طريقة الخرزة المغناطيسية مع الطريقة التقليدية

أ. طريقة الفينول الكلور التقليدية: مملة وخطيرة

مبدأ: يتم استخلاص الحمض النووي بواسطة المذيبات العضوية مثل الفينول والكلوروفورم, وفصلها بالطرد المركزي;

العيوب: خطوات معقدة (تحتاج إلى الطرد المركزي المتعدد), استخدام الكواشف السامة (ضرر على الصحة), معدل استرداد منخفض (من السهل التسبب في كسر الحمض النووي أو فقدانه), ويصعب أتمتة.

ب. طريقة عمود الطرد المركزي: خيار حل وسط

مبدأ: حمض نووي مدمج مع عمود الطرد المركزي بغشاء هلام السيليكا, تنقيته بواسطة قوة الطرد المركزي;

المزايا: درجة نقاء عالية, مناسبة للعينات التقليدية;

العيوب: الاعتماد على أجهزة الطرد المركزي, خطوات مرهقة (نقل السوائل المتعددة), التأثير غير مستقر, وتكلفة المواد الاستهلاكية لعمود الطرد المركزي مرتفعة.

ج. طريقة الخرزة المغناطيسية: تكنولوجيا مطورة بشكل شامل

كفاءة: درجة عالية من الأتمتة, يمكن معالجة مئات العينات في نفس الوقت, تستغرق وقتا طويلا تقصيرها بأكثر من 30%;

حساسية: استعادة العينات النزرة (مثل الحمض النووي الخالي من البلازما) يكون 20% -30% أعلى من طريقة عمود الطرد المركزي;

القدرة على التكيف: يمكن التعامل مع العينات المعقدة (مثل البراز, تربة, الأنسجة FFPE), مع قدرة قوية ضد التدخل;

حماية البيئة والسلامة: تقليل استخدام المذيبات العضوية وتقليل مخاطر التلوث.

3. المزايا الأساسية لطريقة الخرز المغناطيسي

إنتاجية عالية وأتمتة: أداة استخلاص الحمض النووي الأوتوماتيكية التكيفية, مناسبة للفحص على نطاق واسع (مثل اكتشاف فيروس كورونا (COVID-19).);

درجة نقاء عالية وعائد مرتفع: سطح الخرزة المغناطيسية مجموعة وظيفية الامتزاز الانتقائي للحمض النووي, معدل بقايا الشوائب أقل من الطريقة التقليدية;

التخصيص المرن: يمكن للخرز المغناطيسي تعديل مجموعات وظيفية مختلفة, التكيف مع الحمض النووي, الحمض النووي الريبي (RNA) أو متطلبات استخراج جزء محدد;

استجابة سريعة: فقط 30 دقائق من العينة إلى النتيجة, المساعدة في سيناريوهات الطوارئ مثل الوباء.

4. سيناريوهات التطبيق والآفاق المستقبلية

التشخيص الطبي: الخطوات الأساسية لـCOVID-19, الكشف عن فيروس الورم الحليمي البشري وعلامات الورم;

مجالات البحث العلمي: تسلسل الخلية الواحدة, تحليل الميكروبيوم البيئي;

سلامة الغذاء: للكشف عن البكتيريا المسببة للأمراض أو المكونات المعدلة وراثيا في الغذاء.

في المستقبل, سوف تتطور طريقة الخرزة المغناطيسية نحو التصغير (مثل تكامل شرائح ميكروفلويديك) والذكاء (عملية التحكم بالذكاء الاصطناعي), وتعزيز تعميم الطب الدقيق والكشف في الوقت المناسب(نقطة الرعاية).

5. الملاحظات وسوء الفهم المشترك

الأسطورة 1: والمزيد من الخرز المغناطيسي, كلما كان ذلك أفضل? سوف يمتص الخرز المغناطيسي الزائد الشوائب, ولكن تقليل الطهارة;

خرافة 2: كلما زاد الغسل, كلما كان ذلك أفضل? الغسيل المفرط قد يؤدي إلى فقدان الحمض النووي;

النقطة الرئيسية: ينبغي اختيار الخرزة المغناطيسية ونظام الكاشف المناسب وفقًا لنوع العينة لتجنب الاستبدال الأعمى.

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 .