Инструменты для экстракции нуклеиновых кислот на основе магнитных шариков при подготовке библиотеки NGS

Инструменты для экстракции нуклеиновых кислот на основе магнитных шариков играют решающую и практически незаменимую роль в секвенировании нового поколения. (НГС) Рабочий процесс подготовки библиотеки. В качестве отправной точки всего процесса NGS, их производительность напрямую определяет качество последующего построения библиотеки и данных секвенирования..

Ниже приведены основные области применения и преимущества инструментов для экстракции нуклеиновых кислот на основе магнитных шариков при подготовке библиотеки NGS.:

Основная задача: Выделение и очистка высококачественных нуклеиновых кислот

Разнообразные стартовые образцы: Подготовка библиотеки NGS начинается с чрезвычайно широкого спектра типов образцов., включая кровь, плазма (внеклеточная ДНК), слюна, салфетка (свежий/FFPE), клетки, микроорганизмы, растения, и образцы окружающей среды. Методы магнитных шариков, благодаря своей гибкости и оптимизируемости, может справиться с этими сложными образцами, которые часто содержат значительные количества ингибиторов.

Типы целевых нуклеиновых кислот: В основном используется для извлечения ДНК (геномная ДНК, гДНК; внеклеточная ДНК, вкДНК) или РНК (для РНК-Seq). Функциональные группы, нанесенные на поверхность магнитных шариков (обычно силанольные группы или определенные ионообменные группы/аффинные лиганды) избирательно связывать нуклеиновые кислоты в определенных буферных условиях.

Удаление примесей: Эффективно удаляет белки, липиды, углеводы, ионы соли, моющие средства, гуминовые кислоты (образцы окружающей среды), фиксаторы и красители (Образцы ФФПЭ), и ингибиторы ПЦР (например, гепарин, гем, гуминовые кислоты) из образцов. Эти примеси могут серьезно мешать последующим ферментативным реакциям. (например, фрагментация, окончательный ремонт, dA-хвост, лигирование адаптера, ПЦР-амплификация), что приводит к сбою подготовки библиотеки, снижение эффективности, или плохое качество данных секвенирования.

Ключевые роли в рабочем процессе подготовки библиотеки NGS

Обеспечение чистого “Сырье” для подготовки библиотеки: Этапы подготовки библиотеки (фрагментация, окончательный ремонт/dA-хвост, лигирование адаптера, ПЦР-амплификация) все они требуют нуклеиновых кислот высокой чистоты подходящей целостности и достаточной концентрации в качестве входных данных.. Извлечение магнитных шариков является важным шагом, обеспечивающим квалифицированную “сырье.”

Обеспечение репрезентативности и единообразия библиотеки: Эффективное и равномерное извлечение нуклеиновых кислот жизненно важно для поддержания истинной пропорции молекул нуклеиновых кислот в исходном образце., особенно при изучении низкочастотных вариантов, метагеномика, или транскриптомика. Высокая скорость восстановления и последовательность методов магнитных шариков помогают минимизировать погрешность..

Повышение успешности и эффективности подготовки библиотеки: Путем удаления ингибиторов, дорогие ферменты, используемые при подготовке библиотеки (например, полимеразы, лигазы) может функционировать более эффективно, снижение риска инактивации ферментов или незавершенных реакций, тем самым увеличивая доходность и качество библиотеки..

Соответствие требованиям к выборке с минимальными затратами: Для драгоценных, образцы небольшого количества, такие как вкДНК, образцы одноклеточного секвенирования, или игольная биопсия, методы магнитных шариков, из-за их высокой эффективности связывания и скорости восстановления (особенно с оптимизированными комплектами), может получить достаточное количество нуклеиновых кислот для подготовки библиотеки из минимального исходного материала.

Обработка сложных образцов: Существуют специально оптимизированные наборы и протоколы магнитных шариков для сложных образцов, таких как FFPE. (содержащий сшитую и фрагментированную ДНК, плюс высокий уровень фиксаторов/красителей), образцы почвы/окружающей среды (содержащие комплексные ингибиторы), и образцы растений, богатые полисахаридами/полифенолами, обеспечение эффективного лизиса клеток/тканей и очистки пригодных для использования нуклеиновых кислот.

Основные преимущества инструментов для экстракции нуклеиновых кислот с магнитными шариками (Почему они предпочтительнее для NGS)

Автоматизация & Высокая пропускная способность:

Основное преимущество: Приборы могут обрабатывать несколько образцов одновременно (от нескольких до 96/384-луночных планшетов), обеспечение стандартизированных операций. Это крайне важно для проектов NGS, требующих больших объемов выборки. (например, демографические исследования, клинические испытания), значительное увеличение пропускной способности и эффективности.

Снижение человеческой ошибки: Автоматизация сводит к минимуму риски изменчивости и загрязнения при ручном обращении., улучшение стабильности и воспроизводимости результатов.

Простое и быстрое управление: По сравнению с традиционными фенол-хлороформными методами или методами центрифугирования., Методы магнитных шариков на автоматизированных инструментах требуют меньше шагов. (лизис-связывание-промывка-элюирование), предложить более простой рабочий процесс, и значительно сократить время экстракции (обычно 30-60 минут на пакет).

Высокая чистота и выход: Оптимизированный химический состав поверхности магнитных шариков и буферные системы обеспечивают эффективность, специфическое связывание и отмывание нуклеиновой кислоты, эффективно удаляя примеси для получения высокой чистоты, нуклеиновые кислоты высокой концентрации, соответствующие строгим требованиям NGS к качеству исходных материалов (например, А260/А280, Соотношения А260/А230, концентрация, распределение фрагментов по размерам).

Гибкость: Путем переключения различных магнитных бусин и наборов, the same instrument can adapt to various sample types (кровь, салфетка, клетки, ФФПЭ, microbes, и т. д.) and nucleic acid types (ДНК, РНК, total nucleic acid), and can even integrate DNase digestion steps.

Closed System & Low Contamination Risk: Automated instruments typically handle liquids in a relatively closed or semi-closed environment. Combined with magnetic bead capture (no columns or repeated centrifugation/open caps), this significantly reduces the risk of cross-contamination between samples and aerosol contamination.

Масштабируемость: Instruments with different throughput capacities (например, 8, 16, 32, 96 wells) can be selected based on lab needs.

Safety: Avoids the use of toxic organic solvents like phenol-chloroform, making it safer and more environmentally friendly.

Easy Integration: Modern automated workstations can integrate magnetic bead nucleic acid extraction with subsequent library prep steps (например, фрагментация, enzymatic treatments, очищение) and even quantification, enabling fully automated “выборка, library-out” workflows.

Application Scenario Examples

Whole Genome Sequencing (ВГС): Extraction of high-quality gDNA from blood, слюна, or tissue.

Whole Exome Sequencing (WES): Also requires high-quality gDNA as starting material.

Targeted Sequencing: Extraction of nucleic acids from various samples for sequencing specific gene regions.

RNA Sequencing (РНК-Seq): Extraction of high-quality total RNA or mRNA for transcriptome analysis.

Metagenomic Sequencing: Extraction of total microbial community DNA from environmental samples (земля, water, gut contents) or clinical samples (respiratory swabs).

Бесклеточная ДНК (вкДНК) Секвенирование: Extraction of trace cfDNA from plasma or serum for non-invasive prenatal testing (НИПТ) or liquid biopsy for cancer.

Single-Cell Sequencing: Extraction of minute amounts of genomic DNA or RNA from lysed single cells.

FFPE Sample Sequencing: Extraction of fragmented DNA from formalin-fixed paraffin-embedded tissues for retrospective studies or clinical diagnostics.

Selection and Usage Considerations

Kit Matching: Must select magnetic bead kits optimized for the specific sample type and nucleic acid type.

Instrument Performance: Consider instrument throughput, magnet adsorption efficiency, liquid handling precision, cross-contamination control, run time, и т. д..

Bead Quality: Bead size uniformity, magnetic strength, surface coating stability, and nucleic acid binding capacity are crucial.

Lysis Efficiency: Для сложных образцов (например, салфетка, Gram-positive bacteria, споры), efficient lysis is a prerequisite for successful extraction and may require optimized lysis conditions or special lysis modules.

Elution Volume: Smaller elution volumes help achieve high nucleic acid concentrations but require ensuring complete dissolution without loss.

Residual Inhibitors: Even with magnetic bead methods, trace inhibitors may remain in certain samples (например, stool, земля, ФФПЭ), requiring extra caution or dilution in subsequent library PCR steps.

Краткое содержание:

Magnetic bead-based nucleic acid extraction instruments, with their automation, высокая пропускная способность, скорость, эффективность, высокая чистота, simplicity of operation, безопасность, and flexibility, have become the predominant nucleic acid purification technology in NGS library preparation workflows. They provide the pure, надежный, and uniform nucleic acid “сырье” essential for high-quality NGS library construction, serving as the cornerstone for successful NGS workflows and reliable sequencing data. Whether for basic research or clinical diagnostics, automated magnetic bead nucleic acid extraction is an indispensable key step.

Поставщик

Шанхайская биотехнологическая компания Линцзюнь., ОООбыл создан в 2016 который является профессиональным производителем биомагнитных материалов и реагентов для экстракции нуклеиновых кислот..

Мы имеем богатый опыт в экстракции и очистке нуклеиновых кислот., очистка белка, разделение клеток, хемилюминесценция, и другие технические области.

Наша продукция широко используется во многих областях., например, медицинское тестирование, генетическое тестирование, университетские исследования, генетическое разведение, и так далее. Мы не только поставляем продукцию, но и можем взять на себя OEM, ОДМ, и другие потребности. Если у вас есть соответствующая потребность, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам .