L'extraction d'ADN est une première étape importante dans de nombreuses expériences de biologie moléculaire. Des diagnostics médicaux à la criminalistique, L'obtention de l'ADN de haute qualité est important pour une analyse en aval réussie. Cependant, les méthodes d'extraction d'ADN traditionnelles peuvent être fastidieuses, prend du temps, et nécessitent l'utilisation de produits chimiques toxiques.
C'est là que la magie des perles magnétiques entre en jeu! Il existe deux façons d'extraction d'ADN en utilisant des billes magnétiques, L'un est l'extraction manuelle, Et une autre façon consiste à utiliser un machine d'extraction d'acide nucléique.
Continuez à lire pour tout savoir sur ces outils et leurs superpuissances quand il s'agit de révolutionner Purification de l'ADN.
Que sont les perles magnétiques?
Perles magnétiques, également connu sous le nom de particules magnétiques, sont de petites particules sphériques en oxydes de fer comme la magnétite. Leur fonctionnalité la plus importante? Ils deviennent magnétiques en présence d'un champ magnétique. Cela leur permet d'être facilement manipulés et séparés à l'aide d'aimants.
Quelques avantages clés des perles magnétiques:
- Superparamagnétique – Cela signifie qu'ils magnétisent fortement dans un champ magnétique mais perdent rapidement la magnétisation une fois le champ retiré. Il n'y a donc pas de jougage ou d'agrégation.
- Petite taille –Généralement entre les nanomètres aux micromètres, soutenant une surface élevée pour la liaison de l'ADN.
- Séparation facile – L'application d'un aimant facilite l'isolement rapide sans centrifugation.
- Adapté à l'automatisation – La manipulation magnétique se prête bien à l'automatisation.
- Flexibilité – De nombreuses modifications de surface permettent une spécificité de différentes biomolécules.
Ces propriétés font des billes magnétiques un outil polyvalent pour l'isolement et la purification de l'ADN dans le laboratoire. Mais comment fonctionnent-ils exactement leur magie? Continuez à lire!
Comment les billes magnétiques purifient l'ADN?
Les billes magnétiques fournissent une surface solide à laquelle l'ADN peut se lier, permettant la séparation des autres composants de l'échantillon. Cela se produit en trois étapes principales:
Obligatoire
Cette première étape importante consiste à incuber les billes magnétiques avec l'échantillon d'ADN dans des conditions qui favorisent l'adsorption de l'ADN à la surface des billes. Par exemple, Les sels chaotropes qui perturbent la liaison hydrogène sont souvent utilisés pour aider à se lier à l'ADN aux billes magnétiques revêtues de silice.
Lavage
Une fois que l'ADN est immobilisé sur les perles, Ils peuvent être isolés à l'aide d'un aimant. Les contaminants et les impuretés restent en solution et sont simplement emportés, Laissant derrière l'ADN propre attaché aux billes magnétiques.
Élution
Enfin, L'ADN purifié est libéré des perles pendant l'étape d'élution. Cela utilise souvent un tampon à faible sel qui provoque la dissociation de l'ADN à la surface de la perle. Les perles magnétiques sont retirées, laissant pur, ADN concentré dans la solution pour l'analyse en aval.
Le résultat? Rapide, Extraction d'ADN simple sans solvants organiques ni précipitations d'éthanol!
Quels sont les types les plus courants de perles magnétiques de purification de l'ADN?
Une variété de perles magnétiques avec différentes propriétés sont désormais disponibles dans le commerce. Passons en revue certaines des options les plus populaires:
Perles magnétiques enduites de silice
La surface de silice lie facilement l'ADN en présence de sels chaotropes comme le chlorure de guanidinium ou l'iodure de sodium. Le lavage supprime les contaminants, et l'ADN est facilement élué à l'aide d'eau ou de tampon à faible sel. Les perles de silice sont peu coûteuses et offrent une récupération élevée d'ADN.
Perles magnétiques enduites de streptavidine
Ceux-ci se lient aux molécules biotinylées comme les protéines, ADN, et anticorps. Ils sont souvent utilisés pour immobiliser les oligonucléotides biotinylés pour la capture de l'ADN ciblée. Les billes recouvertes de streptavidine ont une faible liaison non spécifique et une cinétique de liaison rapide.
Perles magnétiques enduites de carboxyle
La surface carboxyle chargée négativement interagit fortement avec les groupes chargés positivement sur des biomolécules comme les protéines. Cela permet l'enrichissement sélectif des molécules contenant du groupe amino comme l'ADN. Les perles de carboxyle sont utiles pour le couplage covalent des enzymes ou des anticorps.
Perles magnétiques enduites d'amine
Ceux-ci sont souvent utilisés pour le couplage covalent de l'ADN ou des oligonucléotides, Fournir une surface pour les modifications personnalisées. Les billes d'amine ont une faible liaison non spécifique.
Perles magnétiques de la protéine A / G
Ceux-ci sont recouverts de protéine A recombinante A ou de protéine G, qui lient la région FC des anticorps. Les perles peuvent immobiliser et purifier sélectivement les anticorps pour les applications d'immunoprécipitation.
Cette gamme diversifiée de billes magnétiques offre une flexibilité pour concevoir des protocoles de purification pour l'extraction d'ADN à partir de pratiquement n'importe quel type d'échantillon!
Quelles sont les applications des billes magnétiques de purification de l'ADN?
Les perles magnétiques rationalisent Purification de l'ADN Dans de nombreuses techniques de biologie moléculaire:
- Extraction d'ADN – Du sang, cultures cellulaires, tissus, plantes, sol – vous l'appelez!
- Préparation du plasmide – Isoler rapidement de haute qualité ADN plasmidique des bactéries.
- RAP Nettoyage – Supprime les amorces, nucléotides, et enzymes des produits de PCR.
- Sélection de taille – Fragments d'ADN fractionnés comme la préparation d'échantillons pour le séquençage de nouvelle génération.
- Exemple de préparation pour le séquençage – Nettoyer des réactions de séquençage Sanger ou NGS.
- Enrichissement de l'ADN – Purifiez sélectif des séquences d'ADN cible.
- Immunoprécipitation – Isoler les complexes d'ADN-protéine.
- Isolement cellulaire– Les billes magnétiques revêtues d'anticorps peuvent capturer des populations de cellules spécifiques comme les cellules tumorales circulantes.
Quels sont les avantages de l'utilisation de billes magnétiques pour l'extraction d'ADN?
L'extraction traditionnelle de l'ADN implique des étapes de précipitation ou de séparation de colonnes fastidieuses. Les perles magnétiques offrent plusieurs avantages:
Simplicité
C'est un jeu d'enfant pour commencer avec des perles magnétiques. Leur utilisation élimine plusieurs étapes de centrifugeuse ou d'aspirateur, protocoles longs, et solvants organiques dangereux. Ajoutez simplement un échantillon, incuber des perles, magnance, laver, et éluer – fait!
Vitesse
La liaison à l'ADN se produit rapidement. La séparation magnétique accélère considérablement l'isolement par rapport à la centrifugation ou à la filtration. La purification peut être complétée en aussi peu que 10-15 minutes.
Récupération élevée
La récupération de l'ADN est constamment élevée (typiquement 60-90%) Merci à des tampons de liaison optimisés et à des étapes de lavage.
Évolutivité
La technologie de séparation magnétique est facilement évolutive des préparations individuelles aux formats automatisés à haut débit comme les plaques à 96 puits.
Faible coût
Les particules magnétiques sont une alternative abordable aux colonnes de spin ou aux systèmes de filtration. Et le traitement convivial pour l'automatisation réduit les coûts de main-d'œuvre.
Intégrité de l'ADN
La purification douce préserve la taille et la stabilité de l'ADN. L'absence de forces de cisaillement mécaniques empêche la dégradation des longs fragments d'ADN.
Versatilité
Une multitude de types de perles et de chimies de surface répondent à divers types d'échantillons et besoins de purification.
Automation
La manipulation magnétique se prête parfaitement à l'automatisation à l'aide de robots de manipulation de liquide et de séparateurs magnétiques. Cela permet une extraction d'ADN à haut débit sans effort sans effort.
Ces avantages font des perles magnétiques le premier choix pour rationaliser, Extraction d'ADN de haute qualité dans de nombreux laboratoires et applications!
Présentation du protocole d'extraction d'ADN à perles magnétiques
Maintenant que nous avons couvert les bases de l'extraction d'ADN à billes magnétiques, Passons brièvement les étapes du protocole général:
- Lyse cellulaire –Perturber les cellules en utilisant, chimique, ou lyse enzymatique. Cela libère l'ADN dans la solution.
- Obligatoire – Ajouter des perles magnétiques et un tampon de liaison. Incuber pour permettre à l'ADN d'adsorber sur les billes magnétiques.
- Séparation magnétique – Utilisez un aimant pour isoler l'ADN lié aux billes et retirer le surnageant.
- Laver – Avec l'ADN toujours immobilisé sur des perles, laver les contaminants et les impuretés avec un tampon de lavage d'alcool.
- Élution –Remettre en suspension des billes dans un tampon d'élution à faible sel pour libérer de l'ADN purifié dans la solution.
- Séparation magnétique – Magnétiser à nouveau, et transférer l'éluat contenant de l'ADN pur dans un tube frais.
Et c'est ça! L'ADN est maintenant prêt pour des applications en aval comme la PCR, séquençage, génotypage, et plus. L'adaptation de ce protocole de base à différents échantillons ou besoins de débit est simple avec un peu d'optimisation.
