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磁珠法or硅胶膜离心柱法,两大核酸提取方法学比较

2022-02-16 11:34:04

文章来源:MIR医学仪器与试剂


在目前的分子诊断实验室当中,磁珠法提取和硅胶膜离心柱法提取是最常用,也是应用最广泛的两种提取方法。那么,这两种提取方法各有什么特点?提取流程与原理又是什么呢?在实验检测过程中,该如何选择呢?


磁珠法特点主要体现在:

1、能够实现自动化、大批量的实验操作。

2、操作简单,用时短,整个流程大约可以在30分钟内完成。
3、安全无毒,符合环保理念。
4、磁珠与核酸的特异性结合使得提取的核酸纯度高、浓度大。

磁珠法吸附原理:运用纳米技术,对超顺磁性纳米颗粒的表面进行改良和表面修饰后,制备成超顺磁性氧化硅纳米磁珠。该磁珠能在微观界面上与核酸分子特异性地识别和高效结合。核酸结合到磁珠上主要依靠静电作用、疏水作用和氢键作用。在盐酸胍、异硫氰酸胍和外加磁场的作用下,能从血液样本中分离出DNA,并洗去非特异性吸附的杂质,得到纯化后的DNA,可应用于实验室检测。磁珠法提取的原理,具有传统DNA提取方法无法比拟的优势,可以应用在血液、组织、拭子、鼻咽分泌物等样本之中。

全自动核酸提取仪

全自动核酸提取流程:

加样

需要在样本处理板中加入样本及蛋白酶K,利用蛋白酶K将蛋白质消化成小片段,促进核酸与蛋白质分离。

上机

将样本处理板放入核酸提取仪及安装磁力套,每台核酸提取仪都带有磁力棒,磁力棒用于吸附磁珠,在使用之前需要安装磁力套,防止样本之间的交叉污染。

裂解

通过机械臂运动及加热实现反应液的混匀,使其充分反应,促使细胞裂解,释放核酸。

结合

释放磁珠,充分混匀,利用磁珠在高盐低PH值下对核酸具有很强亲和力的特点,吸附核酸。

洗涤

机械臂移动到洗涤液中,充分混匀,去除各种杂质。

干燥

机械臂静置5分钟,使磁力棒上吸附的磁珠晾干。

洗脱

机械臂移动到洗脱液中,充分混匀,结合的核酸与磁珠分离。最终得到的洗脱液就是提取纯化后的核酸。



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磁珠法全自动核酸提取

硅胶膜离心柱法提取特点:

1、实验流程操作简单

2、价格低廉
3、提取浓度效果好,浓度高。

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硅胶模吸附原理:硅胶膜表面的硅醇基团呈弱酸性,其水化后带负电。当溶液中存在一定浓度的阳离子后,形成的阳离子桥能够中和DNA和硅醇基团之间的表面负电荷,从而使DNA牢固地吸附在硅胶膜表面。反之,处于低盐水溶液状态下时,由于硅胶膜的硅醇基团与DNA磷酸基团之间的静电排斥,硅胶膜释放DNA。

硅胶模离心柱法提取流程(血液样本):

裂解及消化

将新鲜血液转移到离心管中,加入蛋白酶K裂解液促使细胞破碎,核酸与蛋白质分离。再加入消化缓冲液,使蛋白质变性、消化,暴露DNA。

孵育

恒温金属浴70度孵育10分钟,提供适宜的温度,有助于蛋白质消化和分解。

沉淀

加入无水乙醇,它可以任意比与水互溶,夺取DNA周围的水分子,沉淀DNA。

吸附

转移到吸附柱以后经过高速离心或者负压法的操作,由于硅胶模对核酸有较强的亲和力和吸附力,核酸会特异地吸附到硅胶膜上。

去杂质

加入漂洗液,硅胶模对蛋白质、多糖、脂类基本不吸附,在高速离心以后被甩出离心柱。

干燥及洗脱

晾干5分钟,之后加入洗脱液,把硅胶模上吸附的核酸洗脱下来,在高速离心之后就可以得到纯化的核酸溶液。


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提取方法学如何选择?

选择磁珠法自动化提取还是硅胶模离心柱法提取,很大程度上取决于样本数量。针对大批量的样本量,我们优选磁珠法自动化提取。如果没有大批量样本的需求,则可以选择硅胶膜离心柱法,既快速又经济实用。在实验室操作过程中,选择最优的提取方法会让实验结果更加理想,也会让整个实验过程事半功倍。

从核酸提取技术的发展历程来看,核酸提取主要经历了四个发展阶段。1、有机溶剂抽提技术(苯酚氯仿抽提法)2、硅胶膜吸附技术(硅胶膜离心柱提取法)3、磁珠吸附技术(磁珠手工提取法)4、自动化工作系统(全自动核酸提取仪)。提取的模式也从单一样本类型逐步发展至多样本统一核酸提取类型,逐步实现快速、便捷、高效、准确地完成整个核酸提取过程。
目前,磁珠法自动化核酸提取仪由于具有批量生产、操作简便等优势,可能会很长一段时间占据主要的市场份额。



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