Profesjonell produsent av biomagnetiske perler
Forskning og fremskritt innen sortering av DNA-fragmenter
Fastfase reversibel immobilisering (SPRI) teknikker har blitt brukt for DNA-isolering tidligere 20 år. I den, superparamagnetiske karboksylerte magnetiske perler brukes til å selektivt utfelle DNA-molekyler av forskjellige størrelser under forhold med polyetylenglykol (KNAGG) prosent og saltkonsentrasjon, og de oppnådde produktene kan brukes til å forberede NGS-prøvebibliotek. Et av hovedpunktene i metoden er bestemmelsen av den kritiske PEG-verdien siden dette er den viktigste parameteren for selektiv separasjon av DNA-fragmenter.
Tidligere studier har funnet at selektiv isolering av DNA-fragmenter er assosiert med et konformasjonsskifte i DNA-morfologi fra coil-coil til kuleformet. Tidligere, forskere har brukt en rekke metoder for å bestemme den kritiske PEG-konsentrasjonen som induserer overgangen til DNA-molekyler fra kveilet til sfærisk, som sedimentering, fluorescensavbildning, viskositet, UV/Vis sentrifugering, og dynamisk lysspredning (DLS), og sirkulær dikroisme. Imidlertid, disse metodene gjaldt ikke DNA-løsninger som inneholder magnetiske perler fordi de kuleformede DNA-molekylene ville utfelles på faste overflater. Derfor, senere forskere har brukt gelelektroforese for å bestemme den kritiske PEG-konsentrasjonen for DNA-fragmenter av en bestemt størrelse, imidlertid, denne metoden har flere ulemper, slik som den relativt lange elektroforesetiden og mindre nøyaktige resultater for kritiske verdier.
Derfor, i 2013, Han Zhangyong et al. [1] brukes til å studere effekten av ulike konsentrasjoner av polyetylenglykol (KNAGG) på gjenvinning av DNA-fragmenter i nærvær av 1 μm karboksylerte magnetiske perler ved en fast konsentrasjon av natriumklorid (NaCl). De tilpasset også konsentrasjonene til PEG-konsentrasjonen ved hjelp av en logistikkfunksjon og bestemte den kritiske PEG-verdien fra den tilpassede logistikkfunksjonen. På dette grunnlaget, de oppnådde helningsfunksjonen til utvinningsligningen ved å utlede dens førsteordens derivater og brukte helningsfunksjonen basert på disse parameterne for å bygge et DNA-fragmentgjenvinningsspektrum som var i stand til å bestemme konsentrasjonen av NaCl og PEG for separasjon av forskjellige fragmenter [2]. I tillegg til dette, de fant i sin studie at pH ikke har noen effekt på effektiviteten til systemet deres, og at molekylvektstørrelsen til PEG er omvendt proporsjonal med størrelsen på konsentrasjonen som kreves.
Mens tidligere E. Froehlich et al [3] undersøkte bindingen av DNA til polyetylenglykoler (KNAGG) av forskjellige størrelser og sammensetninger (f.eks., KNAGG 3350, KNAGG 6000, og MPEG-antracen) i saltioniske løsninger. Strukturanalyse viste at PEG 3350 og PEG 6000 dannet moderate komplekser, mens mPEG-antracen-DNA-adduktene hadde svake interaksjoner med hydrofile og hydrofobe grupper i kontakt. Stabiliteten til de dannede kompleksene var i størrelsesorden PEG 6000 > KNAGG 3350 > mPEG-antracen, med nesten ett PEG-molekyl bundet per DNA. Ingen konformasjonsendringer ble observert for B-DNA, mens ved høyere PEG-konsentrasjoner kondenserte DNA og dannet partikler.
I tillegg, Lingling Liu et al[2] demonstrert at lysin-silika-partikler kunne brukes til størrelseselektiv separasjon av binære og ternære DNA-blandinger ved å justere de elektrostatiske interaksjonene mellom DNA-fragmenter og overflaten av lysin-funksjonaliserte silika-partikler i henhold til omgivelses pH, spesielt, ionestyrken. Ladningen til DNA-fragmentene, og de elektrostatiske interaksjonene mellom dem og overflaten av motsatt ladede silikapartikler, ble bestemt av pH i miljøet. Ladningen av DNA-fragmenter og deres elektrostatiske interaksjoner med overflaten av de motsatt ladede silikapartiklene er nært knyttet til størrelsen på DNA-fragmentene, og mekanismen for selektiv separasjon av DNA-fragmenter ved bruk av Lys-SiO2-partikler er vist i figur 1.
I 2020 Alexei et al [4] shifted the interval of selective isolation of DNA fragments of 150-800 bp til 1.5-7 Kbp by adjusting the concentration of NaCl in the magnetic bead buffer. When replacing NaCl with other cations and lowering the concentration of polyethyleneglycol (KNAGG) 8000, the selectively separated DNA fragment intervals varied, with LiCl being the most effective here.
2023 Danli et al [5] tested the maximized recovery of critical concentrations of polyethylene glycol (KNAGG) 8000 og 300 nm carboxylated magnetic beads, determining a magnetic bead buffer composition for carboxylated magnetic beads of 20% KNAGG 8000, 2M NaCl, og 16.3 mM MgCl2, along with 1.25 mg/ml magnetic beads. They then tested the protocol for DNA recovery comparable to a control Beckman (AMPure XP magnetic beads).
Reserve buffers are not universal due to the different parameters of different types of magnetic beads. Imidlertid, any researcher can further optimize the magnetic bead suspension buffer based on known data results for efficient recovery or for different experimental purposes. From standard commercial DNA purification methods to adjusting SPRI bead concentrations and optimal bead suspension buffers, this can provide researchers with a great deal of flexibility and convenience for different DNA manipulation conditions. I tillegg, different DNA purification strategies have great potential for application in the biological and medical fields.
Referanse：
[1] HE Z, ZHU Y, GU H. A new method for the determination of critical polyethylene glycol concentration for selective precipitation of DNA fragments[J/OL]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2013, 97(20): 9175-9183. DOI:10.1007/s00253-013-5195-0.
[2] HE Z, XU H, XIONG M, et al. Size‐selective DNA separation: Recovery spectra help determine the sodium chloride (NaCl) og polyetylenglykol (KNAGG) concentrations required[J/OL]. Biotechnology Journal, 2014, 9(10): 1241-1249. DOI:10.1002/biot.201400234.
[3] PEG and mPEG–Anthracene Induce DNA Condensation and Particle Formation | The Journal of Physical Chemistry B[EB/OL]. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jp205079u.
[4] STORTCHEVOI A, KAMELAMELA N, LEVINE S S. SPRI Beads-based Size Selection in the Range of 2-10kb[J/OL]. Journal of Biomolecular Techniques : JBT, 2020, 31(1): 7-10. DOI:10.7171/jbt.20-3101-002.
[5] LIU D, LIQ, LUO J, et al. En SPRI-perlebasert DNA-rensestrategi for fleksibilitet og kostnadseffektivitet[J/OL]. BMC Genomics, 2023, 24(1): 125. DOI:10.1186/s12864-023-09211-w.
Leverandør
Shanghai Lingjun Biotechnology Co., Ltd.ble etablert i 2016 som er en profesjonell produsent av biomagnetiske materialer og nukleinsyreekstraksjonsreagenser.
Vi har rik erfaring innen utvinning og rensing av nukleinsyre, proteinrensing, celleseparasjon, kjemiluminescens, og andre tekniske felt.
Våre produkter er mye brukt på mange felt, som medisinsk testing, genetisk testing, universitetsforskning, genetisk avl, og så videre. Vi leverer ikke bare produkter, men kan også påta oss OEM, ODM, og andre behov. Hvis du har et relatert behov, ta gjerne kontakt med oss påsales01@lingjunbio.com.
