Раскрытие чистоты: преимущества и применение магнитных бусин из кремнезема.

В области очистки нуклеиновых кислот – выделения ДНК и РНК из сложных биологических образцов – магнитные бусины на основе кремнезема стали незаменимым инструментом. Их надежные связывающие свойства в сочетании с эффективностью магнитного разделения делают их предпочтительным выбором для исследователей и диагностических лабораторий, стремящихся к высокой чистоте и выходу. Понимание того, что делает эти бусины уникальными и в чем они преуспевают, является ключом к пониманию их жизненно важной роли в молекулярной биологии.

Итак, что такое магнитные бусины на основе кремнезема? Это композитные частицы, состоящие из суперпарамагнитного ядра (часто из оксида железа), заключенного в слой кремнезема (диоксида кремния) или покрытого им. Поверхность кремнезема имеет решающее значение, поскольку она обеспечивает химию связывания. В определенных буферных условиях (обычно высокая соленость, низкий pH) нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) активно и обратимо связываются с поверхностью кремнезема. Это свойство является центральным для их функции.

Процесс очистки с использованием магнитных бусин на основе кремнезема использует это селективное связывание:

Лизис и связывание: биологический образец (например, кровь, ткань, клетки) лизируется для высвобождения нуклеиновых кислот. Добавляется буфер для связывания, обычно содержащий хаотропные соли. Эти соли разрушают водородные связи и белки, создавая среду, в которой нуклеиновые кислоты преимущественно связываются с поверхностью кремнезема магнитных бусин.

Магнитное разделение и промывка: применяется внешний магнит, притягивающий бусины (со связанными нуклеиновыми кислотами) к стенке пробирки. Затем легко удаляется супернатант, содержащий загрязнения (белки, клеточный мусор, нежелательные соли). Многократные этапы промывки соответствующими буферами дополнительно удаляют примеси, не отсоединяя связанные нуклеиновые кислоты.

Элюция: магнит удаляется, и добавляется низкосолевой элюционный буфер (например, вода или ТЕ-буфер). Это изменяет химическую среду, вызывая отсоединение очищенных нуклеиновых кислот от поверхности кремнезема и растворение в элюционном буфере, оставляя бусины позади при повторном применении магнита.

Почему магнитные бусины на основе кремнезема стали такими популярными для очистки нуклеиновых кислот?

Fe3O4 Магнитные бусины на основе кремнезема для экстракции РНК PC 300 нм 50 мг / мл 10 мл

Высокая чистота и выход: поверхность кремнезема обеспечивает высокоспецифичное связывание нуклеиновых кислот, что приводит к превосходной чистоте выделенной ДНК/РНК, свободной от белков и других клеточных загрязнений. Эта высокая чистота имеет решающее значение для последующих применений, таких как ПЦР, qPCR, секвенирование и клонирование.

Универсальность для различных типов образцов: они могут использоваться для очистки нуклеиновых кислот из широкого спектра материалов образцов, включая кровь, слюну, ткани, буккальные мазки, мочу, растительный материал и даже сложные судебно-медицинские образцы.

Масштабируемость и автоматизация: метод магнитного разделения хорошо масштабируется, от ручной подготовки в одной пробирке до высокопроизводительных автоматизированных платформ с использованием 96-луночных или 384-луночных планшетов. Эта автоматизация значительно сокращает время работы и увеличивает пропускную способность обработки образцов.

Отсутствие центрифугирования или фильтрации: исключает необходимость в трудоемких и часто жестких этапах центрифугирования, которые могут разрушать нуклеиновые кислоты или приводить к потере образца. Это также позволяет избежать проблем с засорением фильтров, характерных для вязких образцов.

Безопасность и простота: снижает зависимость от опасных органических растворителей, традиционно используемых при экстракции нуклеиновых кислот, делая процесс более безопасным и простым.

Основные области применения магнитных бусин на основе кремнезема:

Молекулярная диагностика: необходимы для подготовки ДНК/РНК из образцов пациентов для тестирования на инфекционные заболевания, генетического скрининга и диагностики рака.

Геномические и протеомные исследования: используются для выделения ДНК/РНК перед секвенированием следующего поколения (NGS), анализом микрочипов и исследованиями экспрессии генов.

Судебная медицина: экстракция ДНК из следов.

Сельскохозяйственные исследования: выделение нуклеиновых кислот из растений для генетической модификации и обнаружения заболеваний.

По сути, магнитные бусины на основе кремнезема являются краеугольным камнем современной молекулярной биологии. Обеспечивая надежную, эффективную и универсальную платформу для очистки нуклеиновых кислот, они позволяют исследователям и диагностам раскрывать генетическую информацию и продвигать научные открытия.