Introducción
01 Fondo
Las perlas magnéticas fueron concebidas inicialmente por John Ugelstad, químico de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología. Tras las mejoras, las perlas magnéticas a escala nanométrica que se ven comúnmente hoy en día son de diversos tipos. Los principios de separación varían según las propiedades de la superficie, pero sus materiales y estructuras básicas son similares. La estructura básica de las perlas magnéticas se divide en tres capas: la capa más interna es de poliestireno, la segunda capa encierra la sustancia magnética Fe₃O₄ y la capa más externa son los grupos funcionales modificados (como los grupos carboxilo) que pueden unirse a los ácidos nucleicos. Los diferentes grupos de superficie determinan las aplicaciones posteriores de las perlas magnéticas, como la extracción de ácidos nucleicos, la purificación y la captura de biotina.
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Figura 1. Diagrama esquemático de la estructura de las perlas magnéticas.
02 Principio
Los sistemas comerciales de perlas magnéticas incluyen perlas magnéticas, polietilenglicol (PEG), iones de sal, etc. Los principales factores que afectan la recuperación de ADN son el PEG, el tamaño y la concentración de ADN, el tiempo de incubación, etc. Entre ellos, el PEG es el factor decisivo. Las altas concentraciones de PEG y NaCl hacen que el ADN pierda su capa de hidratación, se comprima en una forma esférica y Exponer los grupos fosfato cargados negativamente. Mediante la formación de un "puente eléctrico" de Na+ con los grupos carboxilo en la superficie de las perlas magnéticas, el ADN se adsorbe sobre las perlas magnéticas. Después de la eliminación de PEG y NaCl, el efecto de hidratación rompe los enlaces iónicos y el ADN se purifica. Se pueden precipitar selectivamente ADN de diferentes longitudes según los cambios en las concentraciones de PEG y sal.
Figura 2. Diagrama esquemático del principio de adsorción de ADN mediante perlas magnéticas.
Aaplicaciones
Las perlas magnéticas son muy valoradas en la secuenciación de alto rendimiento debido a sus características de alto rendimiento y su idoneidad para la automatización. Se utilizan ampliamente para la extracción, purificación y clasificación de ADN en la construcción de bibliotecas de secuenciación de próxima generación (NGS).
01 Extracción de ácidos nucleicos
En el método de extracción con perlas magnéticas, el tampón de lisis celular, que actúa como desnaturalizante de proteínas, puede lisar las células y liberar ácidos nucleicos. Las perlas magnéticas tienen carga positiva y tienden a adsorber ácidos nucleicos con carga negativa. Después de la unión, las impurezas se eliminan mediante lavado y captura de campo magnético. Finalmente, los ácidos nucleicos se disocian con un tampón de elución. El ADN/ARN purificado se puede utilizar para pruebas como PCR. Este método se aplica ampliamente en la industria del diagnóstico y admite la extracción de ácidos nucleicos automatizada y de alto rendimiento.
Figura 3. Diagrama esquemático del proceso de extracción de ácidos nucleicos mediante perlas magnéticas.
02 Purificación del ADN
El objetivo de la purificación del ADN es eliminar fragmentos no deseados. Las perlas magnéticas adsorben preferentemente fragmentos grandes. Al controlar la proporción de perlas magnéticas, se puede adsorber selectivamente ADN de tamaños específicos y se pueden descartar fragmentos pequeños en el sobrenadante. Finalmente, se eluye y se recupera el ADN deseado. A menudo se utiliza para eliminar fragmentos pequeños, como dímeros adaptadores/dímeros cebadores, o para enriquecer la muestra.
Figura 4. Diagrama esquemático del proceso de purificación del ADN.
Durante el proceso de purificación de ADN con perlas magnéticas, se producirá cierta pérdida de muestra. La eficiencia de recuperación se puede calcular mediante la fórmula: Eficiencia de recuperación = (Masa de ADN después de la purificación / Masa de ADN de entrada) × 100%. Los datos muestran que la estabilidad del lote de las perlas magnéticas de ADN de Yeasen es buena y la eficiencia de recuperación es comparable a la de las perlas magnéticas XP, lo que lo convierte en un producto alternativo rentable.
Tabla 1. Cálculo de la eficiencia de recuperación de perlas magnéticas
Muestra paralela | muestra | Entrada (ng) | Purificación del ADN(1,8×) | ||
aDespués de la purificación(ng) | Porcentaje de recuperación % | aporcentaje de recuperación promedio | |||
Muestra paralela 1 | A-XP | 169,5 | 153,25 | 90,41% | 90,41% |
B-YS | 159,75 | 94,25% | 94,50% | ||
C-YS | 162 | 95,58% | |||
D-YS | 158,75 | 93,66% | |||
Muestra paralela 2 | A-XP | 156 | 92,04% | 92,04% | |
B-YS | 156,5 | 92,33% | 93,51% | ||
C-YS | 160 | 94,40% | |||
D-YS | 159 | 93,81% |
【NOTA】:Los datos de prueba de las perlas magnéticas se obtuvieron de una determinada empresa de biotecnología de Shanghái. En la tabla, A representa las perlas magnéticas AMPure XP; B, C y D son tres lotes diferentes de perlas magnéticas Yeasen respectivamente.
03 ADN Selección de tamaño doble
La secuenciación de nueva generación (NGS) requiere que las bibliotecas de NGS alcancen una longitud específica. La selección de fragmentos se realiza mediante el cribado de fragmentos para seleccionar fragmentos diana del ADN fragmentado. Aprovechando la característica de que las perlas magnéticas adsorben preferentemente fragmentos grandes, después de la primera ronda de adsorción de fragmentos grandes, las perlas magnéticas se descartan y se retiene el sobrenadante, quedando los fragmentos diana en el sobrenadante. En la segunda ronda, las perlas magnéticas adsorben los fragmentos diana y, después de descartar el sobrenadante, los fragmentos diana se eluyen y se recuperan.
Figura 5.Selección de doble tamaño de ADN Descripción general del proceso
Para evaluar la precisión de la clasificación, el instrumento Agilent 2100 generalmente detecta los tamaños de los fragmentos clasificados bajo diferentes proporciones de entrada de perlas magnéticas.
Bajo una proporción específica de perlas magnéticas, las distribuciones de fragmentos de diferentes muestras deben concentrarse en la misma posición. El efecto de clasificación ideal es un único pico estrecho y redondeado en la parte superior. Debido a las diferencias en los tampones entre los diferentes fabricantes, las distribuciones variarán bajo una proporción específica de perlas magnéticas. Antes de su uso, es necesario consultar el manual de instrucciones para confirmar la proporción de clasificación de los fragmentos objetivo. Los datos muestran que, bajo la misma proporción de clasificación, los efectos de clasificación de las perlas magnéticas Yeasen y las perlas magnéticas XP importadas son altamente consistentes.
Tabla 2. Recuperación típica
muestra |
| Selección de tamaño doble(0,65×/0,2×) | ||
Entrada (ng) | Después Selección de tamaño doble(ng) | Porcentaje de recuperación % | Promedio Porcentaje de recuperación | |
A-XP | 276,44 | 55.2 | 19,97% | 19,97% |
B-YS | ||||
61.35 | 22,19% | 22,84% | ||
C-YS | 65.4 | 23,68% | ||
D-YS | 62,55 | 22,63% |
【Nota】:Los datos de prueba de las perlas magnéticas se obtuvieron de una determinada empresa de biotecnología de Shanghái. En la tabla, A representa las perlas magnéticas AMPure XP, mientras que B, C y D son tres lotes diferentes de perlas magnéticas Yeasen respectivamente.
Información del producto
Alto NGSMT. Las perlas de selección de ADN se basan en el principio SPRI y se combinan con un sistema de tampón optimizado, lo que las hace adecuadas para la clasificación y purificación de fragmentos de ADN en bibliotecas de secuenciación de próxima generación. Este producto es compatible con kits de construcción de bibliotecas de varias marcas, y su eficiencia de recuperación de fragmentos y distribución del tamaño de la biblioteca son similares a las de las perlas magnéticas XP. Vale la pena señalar que el precio de las perlas magnéticas Yeasen puede ser tan bajo como 3 yuanes por biblioteca, ¡que es tres veces más bajo que el de las perlas magnéticas XP importadas!
Tabla 3.Recomendaciones para Hieff NGSMT. Serie de productos de perlas magnéticas
Clasificación de magnético rosario | Nombre del producto | Número de producto | Tallas | Precio promocional(¥ yuanes) | aplicaciones |
ADN cuentas magnéticas | 12601ES08 | 5 ml | 595 | Limpieza de ADN Selección de tamaños de ADN | |
12601ES56 | 60 ml | 3775 | |||
12601ES75 | 450 ml | 15715 | |||
Alto NGSMT. Perlas de limpieza de ADN más inteligentes | 12600ES08 | 5 ml | 835 | Purificación de fragmentos pequeños (>50 pb) | |
12600ES56 | 60 ml | 4555 | |||
12600ES75 | 450 ml | 17935 | |||
ARN cuentas magnéticas | 12602ES08 | 5 ml | 635 | Construcción de bibliotecas de ARN | |
12602ES56 | 60 ml | 2555 | |||
12602ES75 | 450 ml | 23135 | |||
12629ES24 | 24 T | 308 | Aislamiento y purificación de ARNm. | ||
12629ES96 | 96T | 1128 |