परिचय
01 पृष्ठभूमि
चुंबकीय मोतियों की कल्पना सबसे पहले नॉर्वेजियन यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के रसायनज्ञ जॉन उगेलस्टेड ने की थी। सुधारों के बाद, आजकल आमतौर पर देखे जाने वाले नैनोस्केल चुंबकीय मोती कई तरह के होते हैं। पृथक्करण सिद्धांत सतह के गुणों के आधार पर अलग-अलग होते हैं, लेकिन उनकी सामग्री और बुनियादी संरचना समान होती है। चुंबकीय मोतियों की बुनियादी संरचना तीन परतों में विभाजित होती है: सबसे भीतरी परत पॉलीस्टाइनिन होती है, दूसरी परत चुंबकीय पदार्थ Fe₃O₄ को घेरती है, और सबसे बाहरी परत संशोधित कार्यात्मक समूह (जैसे कार्बोक्सिल समूह) होती है जो न्यूक्लिक एसिड से बंध सकती है। अलग-अलग सतह समूह चुंबकीय मोतियों के डाउनस्ट्रीम अनुप्रयोगों को निर्धारित करते हैं, जैसे कि न्यूक्लिक एसिड निष्कर्षण, शुद्धिकरण और बायोटिन कैप्चर।
चित्र 1. चुंबकीय मोतियों की संरचना का योजनाबद्ध आरेख
02 सिद्धांत
वाणिज्यिक चुंबकीय मनका प्रणालियों में चुंबकीय मनके, पॉलीइथिलीन ग्लाइकॉल (पीईजी), नमक आयन आदि शामिल हैं। डीएनए रिकवरी को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक पीईजी, डीएनए आकार और सांद्रता, ऊष्मायन समय आदि हैं। उनमें से, पीईजी निर्णायक कारक है। पीईजी और NaCl की उच्च सांद्रता डीएनए को अपनी हाइड्रेशन परत को छोड़ने, एक गोलाकार आकार में संपीड़ित करने और नकारात्मक रूप से आवेशित फॉस्फेट समूहों को उजागर करें। चुंबकीय मोतियों की सतह पर कार्बोक्सिल समूहों के साथ Na+ द्वारा "इलेक्ट्रिक ब्रिज" के निर्माण के माध्यम से, डीएनए चुंबकीय मोतियों पर अवशोषित हो जाता है। PEG और NaCl को हटाने के बाद, हाइड्रेशन प्रभाव आयनिक बंधनों को तोड़ता है, और डीएनए शुद्ध हो जाता है। PEG और नमक सांद्रता में परिवर्तन के अनुसार अलग-अलग लंबाई के डीएनए को चुनिंदा रूप से अवक्षेपित किया जा सकता है।
चित्र 2. चुंबकीय मोतियों द्वारा डीएनए अवशोषण के सिद्धांत का योजनाबद्ध आरेख।
एआवेदन
चुंबकीय मोतियों को उच्च-थ्रूपुट अनुक्रमण में अत्यधिक माना जाता है क्योंकि उनकी उच्च थ्रूपुट और स्वचालन के लिए उपयुक्तता की विशेषताएं हैं। नेक्स्ट जनरेशन सीक्वेंसिंग (NGS) लाइब्रेरी के निर्माण में डीएनए के निष्कर्षण, शुद्धिकरण और छंटाई के लिए इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
01 न्यूक्लिक एसिड निष्कर्षण
चुंबकीय मनका निष्कर्षण विधि में, सेल लाइसिस बफर, प्रोटीन डिनेचुरेंट के रूप में कार्य करते हुए, कोशिकाओं को नष्ट कर सकता है और न्यूक्लिक एसिड जारी कर सकता है। चुंबकीय मनके सकारात्मक रूप से आवेशित होते हैं और नकारात्मक रूप से आवेशित न्यूक्लिक एसिड को सोख लेते हैं। बंधन के बाद, धुलाई और चुंबकीय क्षेत्र कैप्चर के माध्यम से अशुद्धियों को हटा दिया जाता है। अंत में, न्यूक्लिक एसिड को एक निक्षालन बफर के साथ अलग किया जाता है। शुद्ध डीएनए/आरएनए का उपयोग पीसीआर जैसे परीक्षणों के लिए किया जा सकता है। यह विधि डायग्नोस्टिक उद्योग में व्यापक रूप से लागू होती है और उच्च-थ्रूपुट और स्वचालित न्यूक्लिक एसिड निष्कर्षण का समर्थन करती है।
चित्र 3. चुंबकीय मनका न्यूक्लिक एसिड निष्कर्षण प्रक्रिया का योजनाबद्ध आरेख।
02 डीएनए शुद्धिकरण
डीएनए शुद्धिकरण का उद्देश्य गैर-लक्ष्य टुकड़ों को हटाना है। चुंबकीय मोती बड़े टुकड़ों को प्राथमिकता से सोख लेते हैं। चुंबकीय मोतियों के अनुपात को नियंत्रित करके, विशिष्ट आकार के डीएनए को चुनिंदा रूप से सोख लिया जा सकता है, और सतह पर मौजूद छोटे टुकड़ों को त्याग दिया जा सकता है। अंत में, लक्ष्य डीएनए को निकाला जाता है और पुनर्प्राप्त किया जाता है। इसका उपयोग अक्सर एडेप्टर डिमर्स/प्राइमर डिमर्स जैसे छोटे टुकड़ों को हटाने या नमूना संवर्धन के लिए किया जाता है।
चित्र 4. डीएनए शुद्धिकरण प्रक्रिया का योजनाबद्ध आरेख।
चुंबकीय मोतियों का उपयोग करके डीएनए शुद्धिकरण प्रक्रिया के दौरान, कुछ नमूना हानि होगी। रिकवरी दक्षता की गणना सूत्र द्वारा की जा सकती है: रिकवरी दक्षता = (शुद्धिकरण के बाद डीएनए का द्रव्यमान / इनपुट डीएनए का द्रव्यमान) × 100%। डेटा से पता चलता है कि येसेन डीएनए चुंबकीय मोतियों की बैच स्थिरता अच्छी है, और रिकवरी दक्षता एक्सपी चुंबकीय मोतियों के बराबर है, जिससे यह एक लागत प्रभावी वैकल्पिक उत्पाद बन जाता है।
तालिका नंबर एक। चुंबकीय मनका पुनर्प्राप्ति दक्षता की गणना
| समानांतर नमूना | नमूना | इनपुट (एनजी) | डीएनए शुद्धिकरण（1.8×） | ||
| एशुद्धिकरण के बाद(एनजी) | रिकवरी प्रतिशत % | एऔसत वसूली प्रतिशत | |||
| समानांतर नमूना 1 | ए-एक्सपी | 169.5 | 153.25 | 90.41% | 90.41% |
| बी वाईएस | 159.75 | 94.25% | 94.50% | ||
| सी-वाईएस | 162 | 95.58% | |||
| डी-वाईएस | 158.75 | 93.66% | |||
| समानांतर नमूना 2 | ए-एक्सपी | 156 | 92.04% | 92.04% | |
| बी वाईएस | 156.5 | 92.33% | 93.51% | ||
| सी-वाईएस | 160 | 94.40% | |||
| डी-वाईएस | 159 | 93.81% | |||
【नोट】:चुंबकीय मोतियों का परीक्षण डेटा शंघाई में एक निश्चित जैव प्रौद्योगिकी कंपनी से प्राप्त किया गया था। तालिका में, A AMPure XP चुंबकीय मोतियों का प्रतिनिधित्व करता है; B, C, और D क्रमशः येसेन चुंबकीय मोतियों के तीन अलग-अलग बैच हैं।
03 डीएनए डबल आकार चयन
अगली पीढ़ी के अनुक्रमण (NGS) के लिए NGS लाइब्रेरी को एक विशिष्ट लंबाई तक पहुँचने की आवश्यकता होती है। खंडित डीएनए से लक्ष्य टुकड़ों का चयन करने के लिए खंड स्क्रीनिंग का उपयोग किया जाता है। इस विशेषता का लाभ उठाते हुए कि चुंबकीय मोती बड़े टुकड़ों को प्राथमिकता से सोख लेते हैं, बड़े टुकड़ों के सोखने के पहले दौर के बाद, चुंबकीय मोतियों को त्याग दिया जाता है और सुपरनेटेंट को बनाए रखा जाता है, जबकि लक्ष्य टुकड़े सुपरनेटेंट में बने रहते हैं। दूसरे दौर में, चुंबकीय मोती लक्ष्य टुकड़ों को सोख लेते हैं, और सुपरनेटेंट को त्यागने के बाद, लक्ष्य टुकड़ों को निकाल दिया जाता है और उन्हें पुनः प्राप्त कर लिया जाता है।
चित्र 5.डीएनए दोहरे आकार का चयन प्रक्रिया अवलोकन
छंटाई की सटीकता का मूल्यांकन करने के लिए, चुंबकीय मनका इनपुट के विभिन्न अनुपातों के तहत छांटे गए टुकड़ों के आकार का पता आमतौर पर एजिलेंट 2100 उपकरण द्वारा लगाया जाता है।
चुंबकीय मोतियों के एक विशिष्ट अनुपात के तहत, विभिन्न नमूनों के टुकड़े वितरण को एक ही स्थिति में केंद्रित किया जाना चाहिए। आदर्श छँटाई प्रभाव शीर्ष पर एक एकल संकीर्ण और गोल चोटी है। विभिन्न निर्माताओं के बीच बफ़र्स में अंतर के कारण, वितरण चुंबकीय मोतियों के एक विशिष्ट अनुपात के तहत भिन्न होंगे। उपयोग करने से पहले, लक्ष्य टुकड़ों के छँटाई अनुपात की पुष्टि करने के लिए निर्देश पुस्तिका को संदर्भित करना आवश्यक है। डेटा से पता चलता है कि एक ही छँटाई अनुपात के तहत, येसेन चुंबकीय मोतियों और आयातित XP चुंबकीय मोतियों के छँटाई प्रभाव अत्यधिक सुसंगत हैं।
तालिका 2. विशिष्ट रिकवरी
| नमूना |
| डबल आकार चयन（0.65×/0.2×） | ||
| इनपुट (एनजी) | बाद डबल आकार चयन(एनजी) | रिकवरी प्रतिशत % | औसत रिकवरी प्रतिशत | |
| ए-एक्सपी | 276.44 | 55.2 | 19.97% | 19.97% |
| बी वाईएस | ||||
| 61.35 | 22.19% | 22.84% | ||
| सी-वाईएस | 65.4 | 23.68% | ||
| डी-वाईएस | 62.55 | 22.63% | ||
【नोट】：चुंबकीय मोतियों का परीक्षण डेटा शंघाई में एक निश्चित जैव प्रौद्योगिकी कंपनी से प्राप्त किया गया था। तालिका में, A AMPure XP चुंबकीय मोतियों का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि B, C और D क्रमशः येसेन चुंबकीय मोतियों के तीन अलग-अलग बैच हैं।
उत्पाद की जानकारी
हिएफ़ एनजीएसटीएम डीएनए चयन मोती एसपीआरआई सिद्धांत पर आधारित हैं और एक अनुकूलित बफर सिस्टम के साथ संयुक्त हैं, जो अगली पीढ़ी के अनुक्रम पुस्तकालयों में डीएनए टुकड़े की छंटाई और शुद्धिकरण के लिए उपयुक्त है। यह उत्पाद विभिन्न ब्रांडों के पुस्तकालय निर्माण किट के साथ संगत है, और इसकी टुकड़ा वसूली दक्षता और पुस्तकालय आकार वितरण एक्सपी चुंबकीय मोतियों के समान है। यह ध्यान देने योग्य है कि येसेन चुंबकीय मोतियों की कीमत प्रति पुस्तकालय 3 युआन जितनी कम हो सकती है, जो आयातित एक्सपी चुंबकीय मोतियों की तुलना में तीन गुना कम है!
टेबल तीन।Hieff NGS के लिए सिफारिशेंटीएम श्रृंखला चुंबकीय मनका उत्पाद
| वर्गीकरण चुंबकीय का मनका | प्रोडक्ट का नाम | उत्पाद संख्या | आकार | प्रचारात्मक मूल्य（¥ युआन） | अनुप्रयोग |
| डीएनए चुंबकीय मोती | 12601ईएस08 | 5 एमएल | 595 | डीएनए की सफाई डीएनए आकार चयन | |
| 12601ईएस56 | 60 एमएल | 3775 | |||
| 12601ईएस75 | 450 एमएल | 15715 | |||
| हिएफ़ एनजीएसटीएम स्मार्ट डीएनए क्लीन बीड्स | 12600ईएस08 | 5 एमएल | 835 | छोटे टुकड़ों का शुद्धिकरण（>50 बीपी） | |
| 12600ईएस56 | 60 एमएल | 4555 | |||
| 12600ईएस75 | 450 एमएल | 17935 | |||
| शाही सेना चुंबकीय मोती | 12602ईएस08 | 5 एमएल | 635 | आरएनए लाइब्रेरी निर्माण | |
| 12602ईएस56 | 60 एमएल | 2555 | |||
| 12602ईएस75 | 450 एमएल | 23135 | |||
| 12629ईएस24 | 24 टी | 308 | mRNA का पृथक्करण एवं शुद्धिकरण। | ||
| 12629ES96 | 96 टी | 1128 |