DNA 抽出は、多くの分子生物学実験における重要な最初のステップです. 医療診断から法医学まで, 下流解析を成功させるには、高品質の DNA を取得することが重要です. ただし、従来の DNA 抽出方法は面倒な場合があります, 時間がかかる, 有毒化学物質の使用が必要です.
ここで磁気ビーズの魔法が登場します! 磁気ビーズを使用した DNA 抽出には 2 つの方法があります, 1 つは手動抽出です, もう一つの方法は、 核酸抽出機.
読み続けて、革命を起こす際のこれらのツールとその超能力について学びましょう DNA精製.
磁気ビーズとは?
磁気ビーズ, 磁性粒子としても知られています, 磁鉄鉱のような酸化鉄でできた小さな球状の粒子です。. 彼らの最も重要な特徴は? 磁場の存在下では磁性を帯びます. これにより、磁石を使用して簡単に操作したり分離したりすることができます。.
磁気ビーズのいくつかの重要な利点:
- 超常磁性体 – これは、磁場中では強く磁化しますが、磁場がなくなるとすぐに磁化を失うことを意味します。. したがって、凝集や凝集はありません.
- 小型 –通常はナノメートルからマイクロメートルの間, DNAを結合するための高い表面積をサポート.
- 簡単な分離 – 磁石を適用することで、遠心分離を行わずに迅速な分離が容易になります。.
- 自動化に適した – 磁気操作は自動化に適しています.
- 柔軟性 – 多くの表面修飾により、さまざまな生体分子に対する特異性が可能になります.
これらの特性により、磁気ビーズは研究室で DNA を単離および精製するための多用途ツールになります。. しかし、彼らは具体的にどのようにして魔法を発動するのでしょうか? 読み続けてください!
磁気ビーズはどのように DNA を精製するのか?
磁気ビーズは、DNA が結合できる固体表面を提供します。, 他のサンプル成分からの分離が可能. これは 3 つの主要な段階で発生します:
バインディング
この重要な最初のステップには、ビーズ表面への DNA 吸着を促進する条件下で磁気ビーズを DNA サンプルとインキュベートすることが含まれます。. 例えば, 水素結合を破壊するカオトロピック塩は、DNA をシリカでコーティングされた磁気ビーズに結合させるためによく使用されます。.
洗浄
DNA がビーズに固定化されると、, 磁石を使用して分離できます. 汚染物質や不純物は溶液中に留まり、簡単に洗い流されます。, 磁気ビーズに付着したきれいな DNA を残します。.
溶出
ついに, 精製された DNA は溶出ステップ中にビーズから放出されます。. これには、多くの場合、DNA がビーズ表面から解離する低塩緩衝液が使用されます。. 磁気ビーズが引き離されます, 純粋さを残す, 下流分析のために溶液中の DNA を濃縮.
結果? 速い, 有機溶媒やエタノール沈殿を必要としないシンプルな DNA 抽出!
DNA精製磁気ビーズの最も一般的なタイプは何ですか?
特性の異なるさまざまな磁気ビーズが市販されています. 最も人気のあるオプションをいくつか見てみましょう:
シリカコーティングされた磁気ビーズ
シリカ表面は、塩化グアニジニウムやヨウ化ナトリウムなどのカオトロピック塩の存在下で DNA に容易に結合します。. 洗浄により汚染物質が除去されます, DNA は水または低塩緩衝液を使用して簡単に溶出します。. シリカビーズは安価であり、高い DNA 回収率を実現します.
ストレプトアビジンでコーティングされた磁気ビーズ
これらはタンパク質のようなビオチン化分子に結合します, DNA, と抗体. ターゲット DNA を捕捉するためにビオチン化オリゴヌクレオチドを固定化するためによく使用されます。. ストレプトアビジンでコーティングされたビーズは、非特異的結合が低く、結合速度が速い.
カルボキシルコーティングされた磁気ビーズ
負に帯電したカルボキシル表面は、タンパク質などの生体分子上の正に帯電した基と強く相互作用します。. これにより、DNA などのアミノ基含有分子の選択的濃縮が可能になります。. カルボキシルビーズは酵素や抗体の共有結合に役立ちます.
アミンコーティングされた磁気ビーズ
これらは、DNA またはオリゴヌクレオチドの共有結合によく使用されます。, カスタム変更のためのサーフェスを提供する. アミンビーズは非特異的結合が少ない.
プロテインA/G磁気ビーズ
これらは、組換えプロテイン A またはプロテイン G でコーティングされています, 抗体のFc領域に結合する. ビーズは、免疫沈降アプリケーション向けに抗体を選択的に固定化および精製できます。.
この多様な磁気ビーズにより、事実上あらゆる種類のサンプルから DNA を抽出するための精製プロトコルを柔軟に設計できます。!
DNA精製磁気ビーズの応用例は何ですか?
磁気ビーズの流線型 DNA精製 多くの分子生物学の技術において:
- DNA抽出 – 血から, 細胞培養, 組織, 植物, 土壌 – あなたがそれを名付けます!
- プラスミドの調製 – 高品質のデータを迅速に分離 プラスミドDNA 細菌から.
- PCR 掃除 – プライマーを除去します, ヌクレオチド, PCR産物からの酵素と.
- サイズの選択 – 次世代シークエンシング用のサンプルを準備するような DNA フラグメントの分別.
- シーケンスのためのサンプルの準備 – サンガーまたは NGS シーケンス反応のクリーンアップ.
- DNA濃縮 – 標的DNA配列を選択的に精製.
- 免疫沈降 – DNA-タンパク質複合体の分離.
- 細胞の分離– 抗体でコーティングされた磁気ビーズは、循環腫瘍細胞などの特定の細胞集団を捕捉できます.
DNA 抽出に磁気ビーズを使用する利点は何ですか?
従来の DNA 抽出には、面倒な沈殿またはカラム分離ステップが含まれます. 磁気ビーズにはいくつかの利点があります:
シンプルさ
磁気ビーズを始めるのは簡単です. これらを使用すると、複数の遠心分離や真空のステップが不要になります。, 長いプロトコル, および有害な有機溶剤. サンプルを追加するだけです, ビーズをインキュベートする, マナンジュ, 洗う, そして溶出する – 終わり!
スピード
DNA結合は急速に起こる. 磁気分離は、遠心分離や濾過と比較して分離を大幅にスピードアップします。. 最短で浄化が完了します 10-15 分.
高回復
DNA 回収率は一貫して高い (通常 60-90%) 最適化された結合バッファーと洗浄ステップのおかげで.
スケーラビリティ
磁気分離技術は、個別の前処理から 96 ウェル プレートのようなハイスループットの自動フォーマットまで容易に拡張可能です。.
低コスト
磁性粒子はスピンカラムや濾過システムに代わる手頃な価格の代替品です. 自動化に適した処理により人件費が削減されます.
DNAの完全性
穏やかな精製により DNA のサイズと安定性が維持されます. 機械的なせん断力がないため、長い DNA 断片の分解が防止されます。.
多用途性
多数のビーズタイプと表面化学により、多様なサンプルタイプと精製ニーズに対応します.
オートメーション
磁気操作は、リキッドハンドリングロボットや磁気分離器を使用した自動化に最適です。. これにより、簡単なハイスループット DNA 抽出が可能になります。.
これらの利点により、磁気ビーズは合理化された製品の最初の選択肢になります。, 多くの研究室やアプリケーションにわたる高品質の DNA 抽出!
磁気ビーズ DNA 抽出プロトコルの概要
磁気ビーズ DNA 抽出の基本については説明しました。, 一般的なプロトコルの手順を簡単に見てみましょう:
- 細胞溶解 –物理的な力を利用して細胞を破壊する, 化学薬品, または酵素溶解. これにより DNA が溶液中に放出されます.
- バインディング – 磁気ビーズと結合バッファーを追加します。. DNA を磁性ビーズに吸着させるためにインキュベートします。.
- 磁気分離 – 磁石を使用してビーズに結合した DNA を分離し、上清を除去します。.
- ウォッシュ – DNA がまだビーズに固定されている状態, アルコール洗浄緩衝液で汚染物質や不純物を洗い流します。.
- 溶出 –ビーズを低塩溶出バッファーに再懸濁して、精製した DNA を溶液に放出します。.
- 磁気分離 – 再度磁化する, 純粋な DNA を含む溶出液を新しいチューブに移します。.
それで終わりです! DNA は PCR などの下流アプリケーションに使用できるようになりました。, 順序付け, ジェノタイピング, などなど. この基本プロトコルをさまざまなサンプルやスループットのニーズに適応させるのは、少し最適化するだけで簡単です。.
