Экстракция ДНК является важным первым шагом во многих экспериментах по молекулярной биологии. От медицинской диагностики до судебной экспертизы, Получение высококачественной ДНК важно для успешного анализа вниз по течению. Однако традиционные методы экстракции ДНК могут быть утомительными, кропотливый, и требовать использования токсичных химикатов.
Вот где появляется магия магнитных бусин! Есть два способа экстракции ДНК с использованием магнитных шариков, Один из них - ручная добыча, И другой способ - использовать машина для экстракции нуклеиновой кислоты.
Продолжайте читать, чтобы узнать все об этих инструментах и их сверхспособностях, когда дело доходит до революции очистка ДНК.
Что такое магнитные бусы?
Магнитные бусы, также известный как магнитные частицы, Маленькие сферические частицы, изготовленные из оксидов железа, такие как магнетит. Их самая важная особенность? Они становятся магнитными в присутствии магнитного поля. Это позволяет им легко манипулировать и разделять с помощью магнитов.
Некоторые ключевые преимущества магнитных шариков:
- Суперпарамагнитный — Это означает, что они сильно намагничиваются в магнитном поле, но быстро теряют намагниченность после удаления поля. Так что нет комки или агрегации.
- Небольшой размер —Обычно между нанометрами до микрометров, Поддержка высокой площади поверхности для связывания ДНК.
- Легкое разделение — Применение магнита облегчает быструю изоляцию без центрифугирования.
- Автоматизация — Магнитная манипуляция хорошо подходит для автоматизации.
- Гибкость — Многие поверхностные модификации позволяют специфично для различных биомолекул.
Эти свойства делают магнитные шарики универсальным инструментом для выделения и очистки ДНК в лаборатории. Но как именно они работают? Продолжайте читать!
Как магнитные шарики очищают ДНК?
Магнитные шарики обеспечивают твердую поверхность, с которой ДНК может связываться, разрешение отделения от других компонентов образца. Это происходит на трех основных этапах:
Связывание
Этот важный первый шаг включает инкубацию магнитных шариков с образцом ДНК в условиях, которые способствуют адсорбции ДНК на поверхность шарика. Например, Хаотропные соли, которые разрушают водородные связи.
Мойка
Как только ДНК обездвижена на бусинках, Они могут быть изолированы с помощью магнита. Загрязняющие вещества и примеси остаются в растворе и просто смываются, оставляя позади чистую ДНК, прикрепленную к магнитным шарикам.
Элюирование
Окончательно, Очищенная ДНК высвобождается из бусин во время этапа элюирования. В нем часто используется низкий солевой буфер, который вызывает диссоциацию ДНК от поверхности шарика. Магнитные бусины отстраняются, оставив чистоту, концентрированная ДНК в растворе для анализа нижнего течения.
Результат? Быстрый, Простая экстракция ДНК без органических растворителей или осадков этанола!
Каковы наиболее распространенные типы магнитных бусин для очистки ДНК?
Разнообразие магнитных бусин с различными свойствами в настоящее время коммерчески доступно. Давайте рассмотрим некоторые из самых популярных вариантов:
Магнитные шарики с кремнеземами
Поверхность кремнезема легко связывает ДНК в присутствии хаотропных солей, таких как хлорид гуанидиния или йодид натрия. Мытье удаляет загрязняющие вещества, и ДНК легко элюируется с помощью воды или с низким солевым буфером. Силиковые бусинки недороги и обеспечивают высокое восстановление ДНК.
Стрептавидин, покрытые магнитными шариками
Они связывают биотинилированные молекулы, такие как белки, ДНК, и антитела. Они часто используются для иммобилизации биотинилированных олигонуклеотидов для целевого захвата ДНК. Стрептавидиновые шарики имеют низкую неспецифическую связующую и быструю кинетику.
Карбоксильные магнитные шарики
Негативно заряженная карбоксильная поверхность сильно взаимодействует с положительно заряженными группами на биомолекулах, таких как белки. Это позволяет селективное обогащение аминогрупп-содержащих молекул, таких как ДНК. Карбоксильные шарики полезны для ковалентной связи ферментов или антител.
Амин-покрытые магнитные шарики
Они часто используются для ковалентной связи ДНК или олигонуклеотидов, обеспечение поверхности для пользовательских модификаций. Аминные бусы имеют низкую неспецифическую связующую.
Белок A/G магнитные шарики
Они покрыты рекомбинантным белком А или белком G, которые связывают область ФК антител. Бусы могут избирательно иммобилизовать и очищать антитела для применения иммунопреципитации.
Этот разнообразный диапазон магнитных шариков обеспечивает гибкость для проектирования протоколов очистки для экстракции ДНК практически из любого типа образца!
Каковы некоторые применение магнитных шариков ДНК?
Магнитные бусины очистка ДНК Во многих методах молекулярной биологии:
- Экстракция ДНК — От крови, клеточные культуры, ткани, растения, земля — Вы называете это!
- Плазмида подготовка — Быстро изолировать высококачественное плазмидная ДНК от бактерий.
- ПЦР Уборка — Удаляет праймеры, нуклеотиды, и ферменты из продуктов ПЦР.
- Выбор размера — Фракционированные фрагменты ДНК, такие как подготовка образцов для секвенирования следующего поколения.
- Пример подготовки к секвенированию — Очистка реакции секвенирования SANGER или NGS.
- Обогащение ДНК — Селективно очистить последовательности ДНК -мишени.
- Иммунопреципитация — Изолировать ДНК-белковые комплексы.
- Изоляция клеток— Магнитные шарики с покрытием антител могут захватывать специфические клеточные популяции, такие как циркулирующие опухолевые клетки.
Каковы преимущества использования магнитных шариков для экстракции ДНК?
Традиционное извлечение ДНК включает в себя утомительные этапы осаждения или разделения колонн. Магнитные бусы предлагают несколько преимуществ:
Простота
Это ветерок, чтобы начать с магнитных бусин. Их использование устраняет несколько центрифужных или вакуумных этапов, Длинные протоколы, и опасные органические растворители. Просто добавьте образец, инкубируйте бусы, магнинг, стирать, и элюйт — сделанный!
Скорость
Связывание ДНК происходит быстро. Магнитное разделение значительно ускоряет выделение по сравнению с центрифугированием или фильтрацией. Очистка может быть завершена всего всего в 10-15 минуты.
Высокое выздоровление
Восстановление ДНК неизменно высокое (обычно 60-90%) Благодаря оптимизированным буферам для привязки и шагам промывания.
Масштабируемость
Технология магнитного разделения легко масштабируется от индивидуальных продуктов к высокопроизводительным автоматизированным форматам, таким как 96-луночные планшеты.
Бюджетный
Магнитные частицы являются доступной альтернативой для спиновых колонн или систем фильтрации. И автоматизация, удобная обработка снижает затраты на рабочую силу.
Целостность ДНК
Нежная очистка сохраняет размер и стабильность ДНК. Отсутствие механических сил сдвига предотвращает разложение длинных фрагментов ДНК.
Универсальность
Множество типов бусин и химии поверхности размещают различные типы образцов и потребности в очистке.
Автоматизация
Магнитные манипуляции идеально поддаются автоматизации с использованием роботов для обработки жидкости и магнитных сепараторов. Это позволяет легко высокопроизводительная ДНК-экстракция.
Эти преимущества делают магнитные шарики первым выбором для упорядоченных, Высококачественное извлечение ДНК во многих лабораториях и приложениях!
Обзор протокола ДНК магнитного извлечения
Теперь, когда мы рассмотрели основы экстракции ДНК магнитной бусинки, Давайте кратко пройдемся по общим этапам протокола:
- Лизис клеток —Разрушить клетки с помощью физического, химический, или ферментативный лизис. При этом ДНК попадает в раствор..
- Связывание — Добавить магнитные шарики и буфер связующего. Инкубировать, чтобы дать ДНК адсорбировать на магнитные шарики.
- Магнитное разделение — Используйте магнит для изоляции ДНК, связанной с шариками, и удалить супернатант.
- Стирать — С ДНК, все еще иммобилизованной на бусинках, Вымыть загрязняющие вещества и примеси буфером.
- Элюирование —Ресуспендируйте шарики в буфере элюирования с низким содержанием соли для высвобождения очищенной ДНК в раствор.
- Магнитное разделение — Снова намагничивайте, и перенести элюат, содержащий чистую ДНК на свежую трубку.
И это все! ДНК теперь готова к нисходящим приложениям, таким как ПЦР, последовательность действий, генотипирование, и более. Адаптация этого основного протокола к разным образцам или потребностям в пропускной способности проста с небольшой оптимизацией.
