Instrumentos de extracción de ácidos nucleicos basados ​​en perlas magnéticas en la preparación de bibliotecas NGS

Los instrumentos de extracción de ácidos nucleicos basados ​​en perlas magnéticas desempeñan un papel fundamental y casi indispensable en la secuenciación de próxima generación. (NGS) flujo de trabajo de preparación de la biblioteca. Como punto de partida de todo el proceso NGS, su rendimiento determina directamente la calidad de la construcción posterior de la biblioteca y los datos de secuenciación.

A continuación se detallan las principales aplicaciones y ventajas de los instrumentos de extracción de ácidos nucleicos basados ​​en perlas magnéticas en la preparación de bibliotecas NGS.:

Tarea principal: Aislamiento y purificación de ácidos nucleicos de alta calidad.

Diversas muestras iniciales: La preparación de la biblioteca NGS comienza con una gama extremadamente amplia de tipos de muestras, incluyendo sangre, plasma (ADN libre de células), saliva, tejido (fresco/FFPE), células, microorganismos, plantas, y muestras ambientales. Métodos de cuentas magnéticas, debido a su flexibilidad y optimizabilidad, puede manejar estas muestras complejas, que a menudo contienen cantidades significativas de inhibidores.

Tipos de ácidos nucleicos objetivo: Se utiliza principalmente para extraer ADN. (ADN genómico, ADNg; ADN libre de células, ADNcf) o ARN (para secuenciación de ARN). Grupos funcionales recubiertos en la superficie de la perla magnética. (típicamente grupos silanol o grupos de intercambio iónico/ligandos de afinidad específicos) se unen selectivamente a ácidos nucleicos en condiciones de tampón específicas.

Eliminación de impurezas: Elimina eficientemente las proteínas., lípidos, carbohidratos, iones de sal, detergentes, ácidos húmicos (muestras ambientales), fijadores y tintes (muestras FFPE), e inhibidores de la PCR (p.ej., heparina, hemo, ácidos húmicos) de muestras. Estas impurezas pueden interferir gravemente con reacciones enzimáticas posteriores. (p.ej., fragmentación, reparación final, dA-cola, ligadura del adaptador, amplificación por PCR), lo que lleva al fracaso en la preparación de la biblioteca, eficiencia reducida, o mala calidad de los datos de secuenciación.

Funciones clave en el flujo de trabajo de preparación de la biblioteca NGS

Proporcionando puro “Materia prima” para la preparación de la biblioteca: Pasos de preparación de la biblioteca (fragmentación, reparación final/dA-tailing, ligadura del adaptador, amplificación por PCR) Todos requieren ácidos nucleicos de alta pureza, de integridad adecuada y concentración suficiente como entrada.. La extracción de perlas magnéticas es el paso crítico para garantizar la calidad. “materia prima.”

Garantizar la representatividad y uniformidad de la biblioteca: La recuperación eficiente y uniforme de ácidos nucleicos es vital para mantener la verdadera proporción de moléculas de ácido nucleico en la muestra original., especialmente cuando se estudian variantes de baja frecuencia, metagenómica, o transcriptómica. La alta tasa de recuperación y la consistencia de los métodos de perlas magnéticas ayudan a minimizar el sesgo.

Mejorar la tasa de éxito y la eficiencia de la preparación de la biblioteca: Eliminando inhibidores, las costosas enzimas utilizadas en la preparación de bibliotecas (p.ej., polimerasas, ligasas) puede funcionar más eficazmente, Reducir el riesgo de inactivación de enzimas o reacciones incompletas., aumentando así el rendimiento y la calidad de la biblioteca.

Cumplir con los requisitos de muestras de bajos insumos: Por precioso, muestras de baja cantidad como cfDNA, muestras de secuenciación unicelular, o biopsias con aguja, métodos de cuentas magnéticas, debido a su alta eficiencia de unión y tasa de recuperación (especialmente con kits optimizados), Puede obtener suficientes ácidos nucleicos para la preparación de la biblioteca a partir de un material de partida mínimo..

Manejo de muestras desafiantes: Existen protocolos y kits de perlas magnéticas especialmente optimizados para muestras desafiantes como FFPE (que contiene ADN reticulado y fragmentado, además de altos niveles de fijadores/tintes), muestras de suelo/ambientales (que contiene inhibidores complejos), y muestras de plantas ricas en polisacáridos/polifenoles, permitiendo la lisis eficaz de células/tejidos y la purificación de ácidos nucleicos utilizables.

Ventajas principales de los instrumentos de extracción de ácidos nucleicos con perlas magnéticas (Por qué son los preferidos para NGS)

Automatización & Alto rendimiento:

Ventaja principal: Los instrumentos pueden procesar múltiples muestras simultáneamente (desde unas pocas hasta placas de 96/384 pocillos), permitiendo operaciones estandarizadas. Esto es crucial para proyectos NGS que requieren grandes volúmenes de muestra. (p.ej., estudios de población, pruebas clínicas), aumentando significativamente el rendimiento y la eficiencia.

Error humano reducido: La automatización minimiza los riesgos de variabilidad y contaminación derivados de la manipulación manual., mejorando la consistencia y reproducibilidad de los resultados.

Operación simple y rápida: En comparación con los métodos tradicionales de fenol-cloroformo o columna de centrifugado, Los métodos de perlas magnéticas en instrumentos automatizados implican menos pasos. (lisis-unión-lavado-eluido), ofrecer un flujo de trabajo más simple, y reducir drásticamente el tiempo de extracción (típicamente 30-60 minutos por lote).

Alta pureza y rendimiento: La química optimizada de la superficie de las perlas magnéticas y los sistemas de amortiguación permiten una eficiencia, unión y lavado de ácidos nucleicos específicos, Eliminación efectiva de impurezas para obtener alta pureza., Ácidos nucleicos de alta concentración que cumplen con los estrictos requisitos de calidad de entrada de NGS. (p.ej., A260/A280, Relaciones A260/A230, concentración, distribución del tamaño de los fragmentos).

Flexibilidad: Cambiando diferentes cuentas y kits magnéticos, el mismo instrumento puede adaptarse a varios tipos de muestras (sangre, tejido, células, FPE, microbios, etc.) y tipos de ácidos nucleicos (ADN, ARN, ácido nucleico total), e incluso puede integrar pasos de digestión de DNasa.

Sistema cerrado & Bajo riesgo de contaminación: Los instrumentos automatizados suelen manipular líquidos en un entorno relativamente cerrado o semicerrado.. Combinado con captura de cuentas magnéticas (sin columnas ni centrifugaciones repetidas/tapas abiertas), Esto reduce significativamente el riesgo de contaminación cruzada entre muestras y contaminación por aerosoles..

Escalabilidad: Instrumentos con diferentes capacidades de rendimiento (p.ej., 8, 16, 32, 96 pozos) Se puede seleccionar según las necesidades del laboratorio..

Seguridad: Evita el uso de disolventes orgánicos tóxicos como el fenol-cloroformo., haciéndolo más seguro y más respetuoso con el medio ambiente.

Fácil integración: Las estaciones de trabajo automatizadas modernas pueden integrar la extracción de ácido nucleico con perlas magnéticas con los pasos posteriores de preparación de la biblioteca (p.ej., fragmentación, tratamientos enzimáticos, purificación) e incluso cuantificación, permitiendo completamente automatizado “muestra de entrada, salida de la biblioteca” flujos de trabajo.

Ejemplos de escenarios de aplicación

Secuenciación del genoma completo (WGS): Extracción de ADNg de alta calidad de la sangre., saliva, o tejido.

Secuenciación completa del exoma (WES): También requiere ADNg de alta calidad como material de partida..

Secuenciación dirigida: Extracción de ácidos nucleicos de varias muestras para secuenciar regiones genéticas específicas..

Secuenciación de ARN (Sec. de ARN): Extracción de ARN total o ARNm de alta calidad para análisis del transcriptoma..

Secuenciación metagenómica: Extracción de ADN de la comunidad microbiana total de muestras ambientales. (suelo, agua, contenido intestinal) o muestras clínicas (hisopos respiratorios).

ADN libre de células (ADNcf) Secuenciación: Extracción de trazas de ADNcf de plasma o suero para pruebas prenatales no invasivas (NIPT) o biopsia líquida para el cáncer.

Secuenciación unicelular: Extracción de cantidades diminutas de ADN o ARN genómico de células individuales lisadas.

Secuenciación de muestras FFPE: Extracción de ADN fragmentado de tejidos incluidos en parafina y fijados con formalina para estudios retrospectivos o diagnósticos clínicos..

Consideraciones de selección y uso

Combinación de kits: Debe seleccionar kits de perlas magnéticas optimizados para el tipo de muestra y el tipo de ácido nucleico específicos..

Rendimiento del instrumento: Considere el rendimiento del instrumento, eficiencia de adsorción magnética, precisión en el manejo de líquidos, control de contaminación cruzada, tiempo de ejecución, etc..

Calidad de las cuentas: Uniformidad del tamaño de las cuentas, fuerza magnética, estabilidad del recubrimiento superficial, y la capacidad de unión de ácidos nucleicos son cruciales.

Eficiencia de lisis: Para muestras complejas (p.ej., tejido, bacterias grampositivas, esporas), La lisis eficiente es un requisito previo para una extracción exitosa y puede requerir condiciones de lisis optimizadas o módulos de lisis especiales..

Volumen de elución: Los volúmenes de elución más pequeños ayudan a lograr altas concentraciones de ácido nucleico, pero requieren garantizar una disolución completa sin pérdidas..

Inhibidores residuales: Incluso con métodos de perlas magnéticas, Es posible que queden rastros de inhibidores en determinadas muestras. (p.ej., heces, suelo, FPE), Requiere precaución adicional o dilución en los pasos posteriores de la PCR de la biblioteca..

Resumen:

Instrumentos de extracción de ácidos nucleicos basados ​​en perlas magnéticas, con su automatización, alto rendimiento, velocidad, eficiencia, alta pureza, simplicidad de operación, seguridad, y flexibilidad, se han convertido en la tecnología de purificación de ácidos nucleicos predominante en los flujos de trabajo de preparación de bibliotecas NGS. Proporcionan lo puro, confiable, y ácido nucleico uniforme “materia prima” esencial para la construcción de bibliotecas NGS de alta calidad, sirviendo como piedra angular para flujos de trabajo NGS exitosos y datos de secuenciación confiables. Ya sea para investigación básica o diagnóstico clínico, La extracción automatizada de ácido nucleico con perlas magnéticas es un paso clave indispensable..

Proveedor

Shanghai Lingjun Biotecnología Co., Limitado.se estableció en 2016 que es un fabricante profesional de materiales biomagnéticos y reactivos de extracción de ácidos nucleicos..

Tenemos una rica experiencia en extracción y purificación de ácidos nucleicos., purificación de proteínas, separación celular, quimioluminiscencia, y otros campos técnicos.

Nuestros productos son ampliamente utilizados en muchos campos., como pruebas médicas, pruebas genéticas, investigación universitaria, mejoramiento genético, etcétera. No solo proporcionamos productos sino que también podemos realizar OEM, ODM, y otras necesidades. Si tienes una necesidad relacionada, no dude en contactarnos .