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磁珠知識(shí)知多少？如何選擇？看這里

2022-3-26　　閱讀(514)

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磁珠知識(shí)知多少？如何選擇？看這里


磁珠是高通量測(cè)序過(guò)程中的產(chǎn)品之一，但實(shí)際應(yīng)用中我們發(fā)現(xiàn)并不是所有人都了解磁珠工作的原理，今天我們以建庫(kù)過(guò)程中最為常見(jiàn)的純化磁珠為例，為大家介紹DNA純化磁珠的工作原理。
 

什么是磁珠？


磁珠是一種粒徑為納米或微米大小、具有超順磁性的顆粒。所謂超順磁性簡(jiǎn)單說(shuō)就是在有外磁場(chǎng)時(shí)會(huì)呈現(xiàn)出弱磁性，撤去磁場(chǎng)后沒(méi)有剩磁。磁珠通常由基質(zhì)、磁性物質(zhì)（四氧化三鐵）、有官能團(tuán)修飾的高分子材料組成。不同功能磁珠，其基質(zhì)和表面修飾官能團(tuán)不同。常用的基質(zhì)有聚苯乙烯，具有很好的均一性和分散性，因此可操作性強(qiáng)，可以讓磁珠像液體一樣被處理，同時(shí)與目標(biāo)分子接觸面積大，因此DNA吸附和洗脫效率高。磁珠外表修飾有不同的官能團(tuán)，高通量測(cè)序中常見(jiàn)修飾官能團(tuán)有羥基、羧基、Oligo（dT）及鏈霉親和素等，以適用于不同的類型的文庫(kù)構(gòu)建或生物學(xué)應(yīng)用，而DNA純化磁珠其表面修飾官能團(tuán)就是羧基。
 
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圖1.羧基磁珠結(jié)構(gòu)圖
 

磁珠工作的原理是什么？


磁珠純化核酸的原理一般是固相可逆固定技術(shù)（SPRI：Solid Phase Reversible Immobilization），在一定條件下核酸被選擇性地固定在磁珠上，而污染物則留在溶液中，外加磁場(chǎng)后將吸附了目標(biāo)分子的磁珠與溶液分離，然后清洗磁珠進(jìn)一步去除污染物，之后在一定條件下將核酸從磁珠上洗脫下來(lái)，不同官能團(tuán)修飾的磁珠，結(jié)合與洗脫方式不同。其中外表面修飾有羧基官能團(tuán)的磁珠，在包含有PEG、高鹽離子等純化緩沖體系中，通過(guò)形成DNA-鹽離子-羧基的離子橋而吸附DNA，這種結(jié)合是可逆的，在無(wú)PEG和鹽離子的TE Buffer中離子橋被解除，最終達(dá)到純化DNA的目的。
 
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圖2.DNA純化磁珠原理示意圖
 

為什么要進(jìn)行片段分選？

    分選原理是什么？


NGS測(cè)序由于技術(shù)的限制，測(cè)序讀長(zhǎng)較短插入片段長(zhǎng)度一般為150~250bp，為了保證測(cè)序通量和滿足后期分析需求，因此需要篩選合適大小的DNA片段。由于不同的磁珠投入量和純化Buffer吸附片段大小不同，因此進(jìn)一步也開(kāi)發(fā)了DNA分選磁珠，擁有更穩(wěn)定的片段篩選性能。磁珠會(huì)優(yōu)先吸附大片段DNA，這是因?yàn)樵谝欢舛鹊腜EG和鹽離子體系中，片段更長(zhǎng)的DNA會(huì)因失水暴露更多的磷酸基團(tuán)，然后在鹽離子如鈉離子的作用下，優(yōu)先與磁珠結(jié)合，而更小的DNA片段則不結(jié)合。片段篩選采用兩輪吸附的方式，第一輪用磁珠吸附目的片段以上的大片段，保留上清；第二輪磁珠在上清中吸附目的片段，棄上清去掉小片段；最后將目的片段從磁珠上洗脫，以更精準(zhǔn)的分選目的大小的DNA。
 
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圖3.磁珠分選DNA片段原理
 

高效純化，精準(zhǔn)分選

  磁珠挑選看這幾點(diǎn)


降低成本、提升通量是目前NGS的重要目標(biāo)之一，而磁珠應(yīng)用廣泛、需求量大，早期依賴于進(jìn)口試劑，進(jìn)年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)的崛起，各類國(guó)產(chǎn)化磁珠為低成本、高質(zhì)量文庫(kù)提供了更多選擇。

除了前面說(shuō)到的磁珠基質(zhì)類型、磁性、修飾官能團(tuán)種類、PEG及NaCl等這些基本要素外；比如基質(zhì)厚度、孔容、孔徑、比表面積等，再者官能團(tuán)密度、臂長(zhǎng)，所攜帶的表面電荷、斥力及氫鍵數(shù)量等，這些都會(huì)影響到磁珠的結(jié)合能力；另外就是磁珠殘留，這除了和磁性有關(guān)以外，也和Buffer中的潤(rùn)滑劑如Tween-20的使用有關(guān)。

另外最重要的就是純化得率和分選精確度了，回收效率高，分選精準(zhǔn)的產(chǎn)品必然更受客戶青睞。
 

翌圣明星產(chǎn)品推薦

  之選


Hieff NGS®DNA Selection Beads磁珠作為翌圣明星產(chǎn)品，高性能、高產(chǎn)能，適用各類應(yīng)用，一款磁珠可以同時(shí)適用于核酸的純化和分選，無(wú)縫替代BeckMan AMPure XP beads（*建議僅用于純化）。產(chǎn)品自2018年上市以來(lái)，獲得了業(yè)界良好口碑，客戶超500家且保持長(zhǎng)期合作，廣泛分布于各大院校與行業(yè)企業(yè)，包括各大醫(yī)檢所、科研服務(wù)企業(yè)及高等院校等，絕對(duì)是之選。
   
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 圖4.不同品牌DNA磁珠回收效率

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圖5.不同物種文庫(kù)分選結(jié)果


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產(chǎn)品名稱

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規(guī)格

用途及應(yīng)用場(chǎng)景

Hieff NGS® DNA Selection Beads

12601ES03

1 mL

DNA分選

12601ES08

5 mL

NGS DNA文庫(kù)構(gòu)建

12601ES56

60 mL

文庫(kù)大小篩選

12601ES75

450 mL

DNA純化




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