Diversos tipos de perlas magnéticas en NGS: perlas magnéticas de ADN\ARN\ARNm

Las perlas magnéticas son uno de los productos necesarios en la construcción de bibliotecas de secuenciación de alto rendimiento. Pueden purificar ADN o ARN, analizar fragmentos de ADN del tamaño de un objetivo y enriquecer los ácidos nucleicos objetivo. Con el desarrollo de la tecnología de secuenciación, han surgido perlas magnéticas especializadas en diferentes campos de aplicación, incluidas las perlas magnéticas de purificación de ADN, las perlas magnéticas de selección de tamaño de ADN, las perlas magnéticas de purificación de ARN y las perlas magnéticas de enriquecimiento de ARNm. ¿Cuáles son los principios de las distintas perlas magnéticas? ¿Cómo elegirlas?

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1. Perlas de ADN
2. Introducción a las perlas de ADN en forma de estrella
3. Perlas de purificación de ARN
4. Perlas magnéticas enriquecidas con ARNm
5. Recomendación de productos de perlas magnéticas Yeasen

1. ADN Rosario

1.1 Principios básicos

El principio de purificación de ácido nucleico mediante perlas magnéticas se basa en la inmovilización reversible en fase sólida (SPRI). En determinadas condiciones, el ácido nucleico se une selectivamente a las perlas magnéticas, mientras que los contaminantes permanecen en la solución. Después de aplicar un campo magnético, las perlas magnéticas que se unen a las moléculas objetivo se separan de la solución y, a continuación, se limpian para eliminar aún más los contaminantes. Debido a que la combinación de perlas magnéticas y moléculas de ácido nucleico es reversible, el ácido nucleico se puede eluir de las perlas magnéticas con un tampón con bajo contenido de sal.
La superficie exterior de las perlas magnéticas se modifica con grupos funcionales de hidroxilo o carboxilo de silicio. En el sistema de tampón de purificación que contiene PEG e iones de alta sal, el ADN se une a las perlas formando un puente iónico de grupo carboxilo de ion de sal de ADN. Esta unión es reversible. El puente iónico se elimina en el tampón TE sin PEG ni iones de sal y, finalmente, se purifica el ADN. Según las perlas magnéticas de carboxilo, diferentes entradas de perlas magnéticas y tampones de purificación unirán diferentes tamaños de fragmentos. Las perlas magnéticas se unen preferentemente a fragmentos grandes de ADN, por lo que en la primera ronda, se utilizan perlas magnéticas para unir los fragmentos más grandes que el fragmento objetivo, y se retiene el sobrenadante; en la segunda ronda, las perlas magnéticas se unen al fragmento objetivo en el sobrenadante y luego descartan el sobrenadante; finalmente, el fragmento objetivo se eluye de las perlas magnéticas, cuyos fragmentos de ADN son del tamaño objetivo.

Carboxyl magnetic bead structure

Figura 1. Estructura de perlas magnéticas de carboxilo

Principle of DNA purification magnetic beads

Figura 2. Principio de las perlas magnéticas de purificación de ADN

1.2 Proceso de operación

DNA purification steps

Figura 3. Pasos de purificación del ADN

DNA size selection steps

Figura 4. Pasos para la selección del tamaño del ADN

1.3 Consejos para utilizar perlas magnéticas

Rendimiento mejorado y selección precisa del tamaño.

(1) Mezclar bien antes de usar y equilibrar. las perlas magnéticas a temperatura ambiente durante al menos 30 minutos.

——La solubilidad del PEG en las perlas magnéticas El tampón se ve fácilmente afectado por el pH y la temperatura.Antes de usar, es necesario equilibrar a temperatura ambiente para hacer Las perlas magnéticas se suspendieron uniformemente y el PEG se disolvió por completo para evitar afectar los efectos de adsorción y separación.

(2) El tiempo de adsorción debe ser suficiente y estar completamente mezclado. para hacer adecuada la adsorción;

(3) Lavado con etanol al 80% durante la purificación o separación;

——Con etanol al 80 %, el ácido nucleico se deshidrata y se concentra, y no se disuelve. Las enzimas residuales, los tampones, las impurezas, etc. del sistema se limpian con etanol para obtener un ácido más puro. biblioteca.

(4) Durante la selección del tamaño, confirme el volumen de la muestra para asegurarse de que la proporción de adición de perlas magnéticas sea correcta;

——Durante la selección del tamaño, es necesario ingresar con precisión el volumen correspondiente de perlas magnéticas, para que la proporción sea precisa, porque el cambio de concentración de PEG y de iones de sal en el tampón puede afectar los resultados.

(5) Antes del paso de elución, deje que el alcohol se volatilice completamente, pero evitar que las cuentas secado excesivo

——En general, se puede secar en 2 a 3 minutos. Cuando la cantidad de perlas magnéticas es grande y es difícil secarlas, Se recomienda operar en múltiples tubos de centrífuga.

(6) Si las perlas magnéticas están aglomeradas o en losas, el tiempo de elución se puede ampliar después de mezclar completamente;

——Puede ser causado por impurezas en el ADN o El tiempo de secado es demasiado largo. Generalmente, cuando hay muchas impurezas en el ADN, se recomienda purificarlo primero. antes Selección de tamaño.

2. Introducción a las perlas de ADN en forma de estrella

Las perlas de selección de ADN Hieff NGS™ se basan en el principio de SPRI (inmovilización inversa en fase sólida), utilizando materias primas de perlas magnéticas importadas y un sistema de tampón optimizado, que se puede utilizar para la selección y purificación del tamaño de los fragmentos de ADN durante la construcción de la biblioteca NGS. Se utiliza de la misma manera que las perlas AMPure XP utilizadas, y la eficiencia de recuperación de fragmentos y la distribución del tamaño de la biblioteca son altamente consistentes con ellas.

2.1 Introducción del rendimiento de purificación

  • Sistema de amortiguación único: fragmentos de ADN hasta Se pueden recuperar 50 pb.
  • Alta tasa de recuperación: ≥90%.
  • Elimina eficazmente las impurezas: elimina eficazmente impurezas como dímeros de cebadores, dNTP, sales inorgánicas y proteínas.
  • Amplio rango de aplicación: adecuado para la purificación de ADN en escenarios como digestión enzimática, ligadura, clonación y creación de bibliotecas NGS.

Tabla 1. Purificación de ADN y eficiencia de recuperación de perlas magnéticas con diferentes proporciones

Grupo de Experiencia Concentración de recuperación de perlas magnéticas en este lote (ng/μL) Tasa de recuperación Grupo de perlas AMPure XP (ng/μl) Tasa de recuperación % de CV
Relación Promedio
1,8× 22.2 23.4 22.8 22.8 96,92% 22.2 94,37% 2,55%
0,8× 20.2 19.3 18.5 19.33 82,19% 17.8 75,67% 6,52%
0,6× 16.3 17.3 16.8 16.8 71,42% 16.2 68,87% 2,55%

Figura 5. Efecto purificador de los resultados de la electroforesis en gel de agarosa con perlas magnéticas

M:Escalera de ADN de 1 kb;

2.2 Rendimiento de selección de tamaño

  • Fácil a Funcionamiento: el principio de separación y el funcionamiento experimental son completamente consistentes con las perlas magnéticas XP.
  • Selección precisa del tamaño: el tamaño de los fragmentos clasificados es preciso y estable.
  • Amplia aplicabilidad: adecuado para edificio Bibliotecas de ADN y ARN y adaptación Para la selección del tamaño de fragmentos de varios tipos de muestras
  • Rendimiento de costo ultra alto: calidad estable, precio más económico, servicio de preventa y posventa más considerado

DNA Size selection results

Figura 6. Resultados de la selección del tamaño del ADN

3. Perlas de purificación de ARN

El limpiador de ARN Hieff NGS™ se basa en el principio SPRI, que puede eliminar de manera eficiente proteínas, iones de sal y otras impurezas para obtener muestras de ARN concentradas de alta pureza y optimizar cuidadosamente el sistema de tampón ácido para mantener la estabilidad de la estructura del ARN y evitar la degradación del ARN. Es adecuado para la construcción de bibliotecas de ARN, la purificación de muestras de ARN total después de la eliminación de ARNr, la purificación de productos de ARN transcritos in vitro, la purificación de productos marcados con ARN, la purificación de ARN sintético, etc.

  • Alta calidad: Materias primas importadas, calidad altamente estable.
  • Sistema de tampón optimizado: garantiza la pureza e integridad del ARN y previene eficazmente la degradación del ARN.
  • Alta eficiencia: Recuperación eficiente, adecuada para la construcción de bibliotecas de ARN o in vitro. recuperación de productos de transcripción, etc.

Figura 7. Electroforetograma de diferentes muestras después de la purificación.

4. Perlas magnéticas enriquecidas con ARNm

4.1 Principio del aislamiento del ARNm

Las perlas magnéticas para la separación y enriquecimiento de ARNm son perlas magnéticas cuya superficie está modificada con oligonucleótidos (dT). Mediante el principio de hibridación, pueden unir específicamente el ARNm con cola de poli A y separar específicamente el ARNm del ARN total o de las células de los tejidos. Este kit con la fórmula optimizada del producto puede aislar de manera eficiente el ARNm completo de alta pureza del ARN de células y tejidos de animales, plantas, insectos y microorganismos eucariotas.

principle of enrichment and purification of mRNA magnetic beads

Figura 8.Principio de enriquecimiento y purificación de perlas magnéticas de ARNm

4.2 Rendimiento de las perlas de aislamiento de ARNm

El kit maestro de aislamiento de ARNm Hieff NGS™ ha sido desarrollado de forma independiente por Yeasen para el aislamiento de ARNm a partir de ARN total. Las perlas de captura de ARNm son microesferas paramagnéticas de tamaño micrométrico modificadas con oligo (dT). Al combinarlas con el ARNm con cola de poli (A), el ARNm se aísla y purifica a partir de 10 ng-4 μg de ARN total con buena integridad.

  • Alta eficiencia: la purificación del ARNm se puede completar en 45 minutos.
  • Alta pureza: Las perlas magnéticas de oligo (dT) se unen específicamente al ARNm
  • Confiable: El ARNm obtenido es adecuado para NGS, in vitro. Traducción, RT-PCR y síntesis de ADNc

mRNA isolation kit purification of mRNA from different RNA samples

Figura 9. Kit de aislamiento de ARNm para purificación de ARNm a partir de diferentes muestras de ARN

Nota: el rendimiento de los genes de mantenimiento representa el efecto de la recuperación del ARNm. Rendimiento de genes relacionados con el ARNr Caracterización de la eficiencia de eliminación del ARNr

4.3 Preguntas frecuentes sobre las perlas magnéticas de ARNm

(1) ¿Por qué se aglomeran las perlas magnéticas y cómo solucionarlo?

——Cuentas magnéticas La aglomeración reducirá el rendimiento y la pureza del ARNm. La muestra puede contener muchas impurezas, como polisacáridos, proteínas y ADN de cadena larga. Estas impurezas darán lugar a perlas magnéticas. aglomeración. La solución es soplar las perlas magnéticas a través de una pipeta. El ADN genómico se puede eliminar mediante tratamiento con DNasa antes de la purificación. Si el tamaño de la muestra inicial es demasiado grande y excede la carga de las perlas magnéticas, estas también se aglomerarán. Se recomienda operar de acuerdo con la cantidad ingresada en el manual.

(2) ¿Por qué el rendimiento del ARNm es bajo?

—Hay muchas razones para un bajo rendimiento de ARNm:

  • El nivel de expresión de ARNm de las células o tejidos es bajo, por lo que podemos seleccionar las muestras del período de expresión adecuado o aumentar adecuadamente la cantidad total de entrada de ARN de la muestra.
  • La proporción de perlas magnéticas por muestra es demasiado baja, lo que afecta la combinación de ARNm y perlas magnéticas. Intente aumentar el número de perlas magnéticas o reducir la cantidad y el volumen de entrada de la muestra.
  • El tiempo de hibridación es demasiado corto, el tiempo de incubación se puede aumentar a 10-15 minutos;
  • La elución es insuficiente, es necesario aumentar adecuadamente el volumen del tampón de elución, aumentar el tiempo y la temperatura de elución o repetir el paso de elución dos veces.

(3) ¿Cómo eliminar eficazmente el ARNr?

——Si la operación es incorrecta, el ARNr se unirá de manera no específica a las perlas magnéticas junto con el ARNm durante la purificación. especialmente cuando hay una gran cantidad de entrada de ARN total. En el proceso de purificación se suelen utilizar dos rondas de unión. para evitar eficazmente la contaminación del ARNr. Asegúrese de que esté completamente mezclado durante el experimento de lavado para eliminar la unión no específica y tratar de eliminar la contaminación del ARNr.

(4) Para muchas aplicaciones posteriores, ¿es necesario eluir el ARNm? ¿Interferirán las perlas magnéticas con las reacciones enzimáticas posteriores?

——Algunas reacciones posteriores se pueden llevar a cabo directamente con perlas magnéticas sin eluir los ARNm, como la fragmentación del ARNm y la transcripción inversa en la construcción de bibliotecas de ARN.Sin embargo, si se van a realizar reacciones de PCR, es necesario asegurarse de que no haya contaminación del ADN genómico, ya que de lo contrario se generarán muchos fragmentos de amplificación genómica que interferirán con los resultados experimentales. Se pueden realizar operaciones detalladas de acuerdo con las instrucciones de las reacciones posteriores correspondientes, como la construcción de la biblioteca de ARN-Seq.

(5) ¿Puede el kit separar el ARNm directamente de las células o los tejidos?

——¡No lo recomiendo! El lisado contiene algunos componentes que afectarán la unión del ARNm. Se recomienda utilizar un kit especial.

5. Recomendación de productos de perlas magnéticas Yeasen

Las perlas magnéticas de la serie Hieff NGS™, como productos estrella de Yeasen, tienen un excelente rendimiento y una alta capacidad de producción para satisfacer diversas aplicaciones y reemplazar sin problemas las perlas AMPure XP de Beckman. Desde su lanzamiento en 2018, las perlas magnéticas de Yeasen se han ganado una buena reputación en la industria y las ventas han seguido aumentando. Son la mejor opción por su buena calidad y bajo precio.

Tabla 2. Recomendación de productos de perlas magnéticas Yeasen

Nombre del producto Gato# Especificación Escenarios de uso y aplicación
Alto NGS™ Perlas de selección de ADN 12601ES03 1 ml 👉ADN de NGS Purificación y selección de tamaño 👉Purificación del producto de PCR 👉Purificación de productos de digestión y ligación enzimática.
12601ES08 5 ml
12601ES56 60 ml
12601ES75 450 ml
Alto NGS™ Limpiador de ARN 12602ES03 1 ml 👉Purificación de ARN 👉Purificación de muestras de ARN total después de la eliminación del ARNr 👉Purificación de productos marcados con ARN
12602ES08 5 ml
12602ES56 60 ml
12602ES75 450 ml
Kit maestro de aislamiento de ARNm Hieff NGS™ 12603ES24 24 T 👉Aislamiento y purificación de ARNm 👉Purificación de ARNm mediante transcripción in vitro
12603ES96 96T

Respecto a la lectura

Sobre la tecnología relacionada con NGS, ¿cuánto sabes?

5 minutos para comprender el pasado y el presente de las perlas de selección de ADN (incluido el análisis de resultados y la interpretación de preguntas frecuentes)

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