Simplifier l'extraction d'ADN/ARN sanguin avec des billes magnétiques à base de silice

1.Introduction

Billes magnétiques à base de silice, utilisé dans l'extraction d'acide nucléique, représentent une technologie de base et mature dans la biologie moléculaire moderne, diagnostic médical, et tests génétiques. Leur principe fondamental consiste à utiliser des nanoparticules magnétiques modifiées en surface (perles magnétiques) qui se lient spécifiquement aux acides nucléiques (ADN ou ARN) via des interactions électrostatiques et des forces hydrophobes dans des conditions tampons spécifiques, permettant la séparation et la purification des acides nucléiques grâce à l'application d'un champ magnétique externe.

2. Principe fondamental: Pourquoi les billes magnétiques à base de silice adsorbent-elles les acides nucléiques?

Le noyau des billes magnétiques à base de silice est constitué de matériaux magnétiques tels que l'oxyde de fer (Fe₃O₄), recouvert d'une couche de silice (SiO₂). Dans des conditions particulières, la surface de la silice peut se lier aux acides nucléiques, principalement par le biais d'interactions hydrophobes et de liaisons hydrogène dans des conditions riches en sel et à faible pH.

2.1 Lyse et liaison:

Sous l'action d'un tampon de lyse (contenant généralement de fortes concentrations de sels chaotropiques comme le chlorhydrate de guanidine ou l'isothiocyanate de guanidine) et les détergents, les membranes cellulaires et les membranes nucléaires du sang sont perturbées, libérant des acides nucléiques.

Simultanément, des concentrations élevées de sels chaotropiques perturbent la structure de liaison hydrogène entre les molécules d'eau, formant un “pont de sel” autour des acides nucléiques et des billes magnétiques. Cela neutralise la charge négative du squelette phosphate d’acide nucléique, éliminer la répulsion électrostatique entre les molécules d'acide nucléique.

Cela transforme les acides nucléiques initialement hydrophiles en un état hydrophobe., leur permettant de s'adsorber efficacement sur la surface hydrophobe des billes magnétiques à base de silice via des interactions hydrophobes.

2.2 Lavage:

Sous l'influence d'un champ magnétique, les billes magnétiques liées aux acides nucléiques sont attirées vers la paroi du tube, et le surnageant (contenant des impuretés telles que des protéines, hème, lipides, et les ions sel) est rejeté.

UN 70%-80% une solution de lavage à l'éthanol est ajoutée. L'éthanol maintient la liaison entre les acides nucléiques et les billes magnétiques tout en dissolvant et en éliminant efficacement les impuretés hydrophiles telles que les protéines et les sels.. Les complexes hydrophobes acide nucléique-billes magnétiques restent liés.

2.3 Élution:

Après avoir jeté la solution de lavage à l'éthanol et l'avoir laissé sécher, un tampon d'élution pauvre en sel ou sans sel (comme un tampon TE ou de l'eau stérile) est ajouté.

L'environnement à faible force ionique perturbe le “pont de sel,” permettre aux molécules d'eau de réhydrater les acides nucléiques, restaurer leur hydrophilie et leur charge négative. Cela provoque le détachement des acides nucléiques de la surface hydrophobe des billes magnétiques et leur dissolution dans le tampon d'élution..

Enfin, sous l'influence d'un champ magnétique, le tampon d'élution contenant des acides nucléiques purs est transféré dans un nouveau tube, terminer l'extraction.

3. Avantages de l’extraction d’acide nucléique sanguin

Par rapport aux méthodes traditionnelles d’extraction au phénol-chloroforme et aux méthodes sur colonne centrifuge, la méthode aux billes magnétiques de silice offre des avantages significatifs pour le traitement des échantillons de sang total:

• Automatisation et haut débit: L'ensemble du processus peut facilement être adapté à des formats tels que les plaques 96 puits, ce qui le rend parfaitement adapté à l'automatisation utilisant des postes de travail de manipulation de liquides. Cela augmente considérablement le débit d'échantillons, répondre aux exigences des tests cliniques à grande échelle.
• Fonctionnement simple et rapide: Élimine le besoin de plusieurs étapes de centrifugation et de transferts de liquides fastidieux, réduisant les opérations manuelles et le temps de traitement. L'ensemble de la procédure est généralement terminé dans 20-40 minutes.
• Haute sécurité: Évite l'utilisation de réactifs toxiques tels que le phénol et le chloroforme, ce qui le rend plus sûr pour les opérateurs et l'environnement.
• Haute qualité d'extraction: Élimine efficacement les inhibiteurs en grande quantité dans le sang, comme l'hème, immunoglobulines, et lactoferrine. Les acides nucléiques résultants sont d’une grande pureté et intégrité, ce qui les rend idéaux pour les applications en aval comme la PCR, qPCR, et séquençage.
• Flexibilité: Les quantités de billes magnétiques et de réactifs peuvent être ajustées de manière flexible en fonction du volume d'échantillon de départ (de quelques microlitres à plusieurs millilitres).
• Taux de récupération élevé: Offre une meilleure efficacité dans la récupération des acides nucléiques à faible concentration par rapport aux méthodes sur colonne centrifuge.

4. Applications spécifiques

La technologie d'extraction d'acide nucléique sanguin par billes magnétiques de silice est largement utilisée dans:

Diagnostic des maladies infectieuses: Test de charge virale pour les agents pathogènes tels que le VIH, VHB, VHC, et SRAS-CoV-2.

Tests prénatals non invasifs (NIPT): Extraction de l'ADN acellulaire fœtal du sang périphérique maternel pour le dépistage des maladies génétiques.

ADN tumoral circulant (ADNct) Détection: Utilisé pour le dépistage précoce du cancer, suivi de l'efficacité du traitement, et évaluation du pronostic.

Médecine légale: Extraire l'ADN des taches de sang et d'autres preuves sur la scène du crime pour le profilage STR et l'identification personnelle.

Dépistage des banques de sang: Dépistage des acides nucléiques du sang des donneurs à la recherche d'agents pathogènes.

Recherche sur les maladies génétiques: Extraire l'ADNg d'échantillons de sang pour l'analyse des mutations génétiques.

5. Cas d'application du produit de billes magnétiques à base de silice de Shanghai Lingjun 160014 dans l'extraction d'acide nucléique sanguin

Utiliser Lingjun Bio 160014 des billes magnétiques à base de silice aux côtés du kit d'extraction d'ADN génomique sanguin de Lingjun sur le système automatisé d'extraction et de purification d'acide nucléique LJbio-32H, L'ADN génomique a été extrait de quatre échantillons de sang.

Les résultats expérimentaux sont présentés dans la figure ci-dessous:

Échantillon	nombre	260/280	260/230	Conc.. (de/ul)	Rendement en acide nucléique (μg)
Échantillon de sang 1200ul	1	1.809	1.933	91.35	9.1
	2	1.804	1.931	84.9	8.5
	moyenne	1.8065	1.932	88.13	8.8
Échantillon de sang 2200ul	3	1.794	2.053	106.95	10.7
	4	1.788	2.003	93.6	9.4
	moyenne	1.791	2.028	100.28	10
Échantillon de sang 3200ul	5	1.802	2.026	97.5	9.8
	6	1.793	2.019	112.7	11.3
	moyenne	1.7975	2.0225	105.1	10.5

Électrophorèse sur gel d'agarose:

Analyse des résultats:

L'ADN génomique a été extrait de manière stable des trois échantillons,le 260/280 les ratios étaient tous au-dessus 1.79, et le 260/230 les ratios étaient tous au-dessus 1.9.

Le rendement de 200 Les échantillons μL étaient supérieurs 8 µg, suffisant pour les applications en aval,et les bandes d'électrophorèse étaient intactes, sans dégradation ni bavure.

6.Conclusion

The silica magnetic bead method has become the gold standard technology for nucleic acid extraction from whole blood/blood samples. It perfectly balances efficiency, qualité, throughput, et automatisation, providing robust support for modern molecular diagnostics and life science research. Its physicochemical principle of “high-salt binding, low-salt elution” is simple yet highly efficient. Through continuous process optimization and reagent formulation improvements, it meets the demands of various complex samples and stringent downstream applications.

The development of precision medicine and personalized diagnostics requires higher sensitivity, vitesse, and automation in blood nucleic acid extraction. Silica magnetic bead technology will continue to be the core driver of innovation and advancement in this field.

Fournisseur

Société de biotechnologie Shanghai Lingjun., Ltd.a été établi en 2016 qui est un fabricant professionnel de matériaux biomagnétiques et de réactifs d'extraction d'acide nucléique.

Nous avons une riche expérience dans l'extraction et la purification des acides nucléiques, purification des protéines, séparation cellulaire, chimiluminescence, et autres domaines techniques.

Nos produits sont largement utilisés dans de nombreux domaines, comme les tests médicaux, tests génétiques, recherche universitaire, sélection génétique, et ainsi de suite. Nous fournissons non seulement des produits, mais pouvons également entreprendre des OEM, ODM, et autres besoins. Si vous avez un besoin connexe, n'hésitez pas à nous contacter .