Ekstraksi asam nukleat dengan metode manik magnetik: akurat dan efisien “penangkap gen”

Di bidang biologi molekuler dan diagnosis medis, ekstraksi asam nukleat adalah langkah pertama dalam membuka kode genetik. Dari deteksi asam nukleat virus corona baru hingga analisis gen kanker, kemurnian dan hasil asam nukleat secara langsung mempengaruhi keakuratan hasil. Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi ekstraksi asam nukleat manik magnetik, dengan efisiennya, karakteristik fleksibel dan otomatis, secara bertahap menggantikan metode fenol-klor tradisional dan metode kolom sentrifugal, dan menjadi “alat bintang” laboratorium.

1. Prinsip dan prosedur ekstraksi asam nukleat dengan metode manik magnetik

Inti dari metode manik magnetik adalah penggunaan nanopartikel magnetik yang dimodifikasi permukaan (tentang 50-500 berdiameter nm) untuk mengikat asam nukleat melalui adsorpsi elektrostatik, interaksi hidrofobik, atau ligan tertentu (seperti gugus silikon hidroksil dan karboksil). Proses pengoperasiannya meliputi langkah-langkah berikut:

Contoh lisis: Lisat menghancurkan membran sel / kapsid virus dan melepaskan asam nukleat;

Pengikatan manik magnetik: manik-manik magnet secara khusus berikatan dengan asam nukleat untuk membentuk a “kompleks manik magnetik-asam nukleat”;

Pemisahan magnetik: medan magnet eksternal untuk menyerap manik-manik magnetik, membuang cairan pengotor;

Pencucian: buffer untuk menghilangkan protein, polisakarida dan kontaminan lainnya;

Elusi: Larutan rendah garam memisahkan asam nukleat dari butiran magnet untuk menghasilkan asam nukleat dengan kemurnian tinggi.

Proses ini tidak memerlukan kolom sentrifugal atau pelarut organik, hanya bingkai magnetik, sangat menyederhanakan langkah-langkah operasi.

2. Perbandingan metode magnetic bead dengan metode konvensional

A. Metode fenol-klorin tradisional: membosankan dan berbahaya

Prinsip: Asam nukleat diekstraksi dengan pelarut organik seperti fenol dan kloroform, dan dipisahkan dengan sentrifugasi;

Kekurangan: langkah-langkah yang rumit (memerlukan beberapa sentrifugasi), penggunaan reagen beracun (membahayakan kesehatan), tingkat pemulihan yang rendah (mudah menyebabkan patah atau kehilangan asam nukleat), dan sulit untuk diotomatisasi.

B. Metode kolom sentrifugal: pilihan kompromi

Prinsip: Asam nukleat dikombinasikan dengan kolom centrifuge membran silika gel, dimurnikan dengan gaya sentrifugal;

Keuntungan: kemurnian tinggi, cocok untuk sampel konvensional;

Kekurangan: mengandalkan centrifuge, langkah-langkah yang rumit (beberapa perpindahan cairan), efeknya tidak stabil, dan biaya bahan habis pakai kolom sentrifugal tinggi.

C. Metode manik magnetik: teknologi yang ditingkatkan secara komprehensif

Efisiensi: otomatisasi tingkat tinggi, dapat memproses ratusan sampel secara bersamaan, memakan waktu dipersingkat lebih dari 30%;

Kepekaan: pemulihan sampel jejak (seperti DNA bebas plasma) adalah 20% -30% lebih tinggi dibandingkan metode kolom sentrifugal;

Kemampuan beradaptasi: dapat menangani sampel yang kompleks (misalnya feses, tanah, jaringan FFPE), Dengan kemampuan anti-interferensi yang kuat;

Perlindungan dan keamanan lingkungan: mengurangi penggunaan pelarut organik dan mengurangi risiko polusi.

3. Keuntungan inti dari metode manik magnetik

Throughput dan otomatisasi tinggi: instrumen ekstraksi asam nukleat otomatis adaptif, cocok untuk skrining skala besar (seperti deteksi COVID-19);

Kemurnian tinggi dan hasil tinggi: adsorpsi selektif gugus fungsi permukaan manik magnetik asam nukleat, tingkat residu pengotor lebih rendah daripada metode tradisional;

Kustomisasi yang fleksibel: manik-manik magnetik dapat memodifikasi kelompok fungsional yang berbeda, beradaptasi dengan DNA, Persyaratan ekstraksi RNA atau fragmen tertentu;

Respon cepat: hanya 30 menit dari sampel hingga hasil, membantu skenario darurat seperti epidemi.

4. Skenario aplikasi dan prospek masa depan

Diagnosa medis: langkah-langkah inti COVID-19, Deteksi HPV dan penanda tumor;

Bidang penelitian ilmiah: pengurutan sel tunggal, analisis mikrobioma lingkungan;

Keamanan pangan: untuk mendeteksi bakteri patogen atau bahan rekayasa genetika dalam makanan.

Di masa depan, metode manik magnet akan berkembang lebih jauh menuju miniaturisasi (seperti integrasi chip mikrofluida) dan kecerdasan (Proses pengendalian AI), dan mempromosikan mempopulerkan pengobatan presisi dan deteksi titik waktu(POCT).

5. Catatan dan kesalahpahaman umum

Mitos 1: Semakin banyak manik-manik yang bersifat magnetis, semakin baik? Manik-manik magnet yang berlebihan akan menyerap kotoran, tapi kurangi kemurniannya;

Mitos 2: Semakin banyak mencuci, semakin baik? Pencucian berlebihan dapat menyebabkan hilangnya asam nukleat;

Poin penting: manik magnet dan sistem reagen yang sesuai harus dipilih sesuai dengan jenis sampel untuk menghindari penggantian buta.

Pemasok

Shanghai Lingjun Bioteknologi Co., Ltd.didirikan pada 2016 yang merupakan produsen profesional bahan biomagnetik dan reagen ekstraksi asam nukleat.

Kami memiliki pengalaman yang kaya dalam ekstraksi dan pemurnian asam nukleat, pemurnian protein, pemisahan sel, kimialuminesensi, dan bidang teknis lainnya.

Produk kami banyak digunakan di berbagai bidang, misalnya tes kesehatan, pengujian genetik, penelitian universitas, pemuliaan genetik, dan sebagainya. Kami tidak hanya menyediakan produk tetapi juga dapat melakukan OEM, ODM, dan kebutuhan lainnya. Jika Anda memiliki kebutuhan terkait, jangan ragu untuk menghubungi kami .