Perkenalan
01 Latar belakang
Manik-manik magnetik awalnya dicetuskan oleh John Ugelstad, seorang ahli kimia di Universitas Sains dan Teknologi Norwegia. Setelah mengalami penyempurnaan, manik-manik magnetik berskala nano yang umum terlihat saat ini beragam jenisnya. Prinsip pemisahannya bervariasi tergantung pada sifat permukaannya, tetapi bahan dan struktur dasarnya serupa. Struktur dasar manik-manik magnetik dibagi menjadi tiga lapisan: lapisan paling dalam adalah polistirena, lapisan kedua membungkus zat magnetik Fe₃O₄, dan lapisan terluar adalah gugus fungsi termodifikasi (seperti gugus karboksil) yang dapat mengikat asam nukleat. Kelompok permukaan yang berbeda menentukan aplikasi hilir manik-manik magnetik, seperti ekstraksi asam nukleat, pemurnian, dan penangkapan biotin.

Gambar 1. Diagram skema struktur manik magnetik
tanggal 02 Prinsip
Sistem manik magnetik komersial meliputi manik magnetik, polietilen glikol (PEG), ion garam, dll. Faktor utama yang mempengaruhi pemulihan DNA adalah PEG, ukuran dan konsentrasi DNA, waktu inkubasi, dll. Di antara semuanya, PEG adalah faktor penentu. Konsentrasi tinggi PEG dan NaCl menyebabkan DNA melepaskan lapisan hidrasinya, memadat menjadi bentuk bulat, dan mengekspos gugus fosfat bermuatan negatif. Melalui pembentukan "jembatan listrik" oleh Na+ dengan gugus karboksil pada permukaan manik-manik magnetik, DNA diserap ke manik-manik magnetik. Setelah penghilangan PEG dan NaCl, efek hidrasi memutus ikatan ionik, dan DNA dimurnikan. DNA dengan panjang yang berbeda dapat diendapkan secara selektif sesuai dengan perubahan PEG dan konsentrasi garam.
Gambar 2. Diagram skema prinsip penyerapan DNA oleh manik-manik magnetik.
Aaplikasi
Manik-manik magnetik sangat penting dalam pengurutan berthroughput tinggi karena karakteristik throughput tinggi dan kesesuaiannya untuk otomatisasi. Manik-manik ini banyak digunakan untuk ekstraksi, pemurnian, dan penyortiran DNA dalam konstruksi pustaka Next Generation Sequencing (NGS).
01 Ekstraksi asam nukleat
Dalam metode ekstraksi manik magnetik, penyangga lisis sel, yang bertindak sebagai denaturan protein, dapat melisiskan sel dan melepaskan asam nukleat. Manik magnetik bermuatan positif dan cenderung menyerap asam nukleat bermuatan negatif. Setelah mengikat, pengotor dihilangkan melalui pencucian dan penangkapan medan magnet. Akhirnya, asam nukleat dipisahkan dengan penyangga elusi. DNA/RNA yang dimurnikan dapat digunakan untuk pengujian seperti PCR. Metode ini diterapkan secara luas dalam industri diagnostik dan mendukung ekstraksi asam nukleat otomatis dan berthroughput tinggi.
Gambar 3. Diagram skema proses ekstraksi asam nukleat manik magnetik.
tanggal 02 Pemurnian DNA
Tujuan pemurnian DNA adalah untuk membuang fragmen yang bukan target. Manik-manik magnetik lebih suka menyerap fragmen besar. Dengan mengendalikan proporsi manik-manik magnetik, DNA dengan ukuran tertentu dapat diserap secara selektif, dan fragmen kecil dalam supernatan dapat dibuang. Akhirnya, DNA target dielusi dan dipulihkan. Ini sering digunakan untuk membuang fragmen kecil seperti dimer adaptor/dimer primer, atau untuk pengayaan sampel.
Gambar 4. Diagram skema proses pemurnian DNA.
Selama proses pemurnian DNA menggunakan manik-manik magnetik, akan ada beberapa sampel yang hilang. Efisiensi pemulihan dapat dihitung dengan rumus: Efisiensi Pemulihan = (Massa DNA setelah pemurnian / Massa DNA Input) × 100%. Data menunjukkan bahwa stabilitas batch
Tabel 1. Perhitungan Efisiensi Pemulihan Manik Magnetik
Sampel paralel | mencicipi | Masukan (ng) | Pemurnian DNA(1,8×) | ||
Asetelah pemurnian(ng) | Persentase pemulihan % | Apersentase pemulihan rata-rata | |||
Sampel paralel 1 | Sebuah XP | 169.5 | 153.25 | 90,41% | 90,41% |
B-YS | 159.75 | 94,25% | 94,50% | ||
Bahasa Inggris C dan YS | 162 | 95,58% | |||
D-Y | 158.75 | 93,66% | |||
Sampel paralel 2 | Sebuah XP | 156 | 92,04% | 92,04% | |
B-YS | 156.5 | 92,33% | 93,51% | ||
Bahasa Inggris C dan YS | 160 | 94,40% | |||
D-Y | 159 | 93,81% |
【CATATAN】:Data uji manik-manik magnetik bersumber dari perusahaan bioteknologi tertentu di Shanghai. Dalam tabel, A mewakili manik-manik magnetik AMPure XP; B, C, dan D adalah tiga kelompok manik-manik magnetik yang berbeda.
tanggal 03 DNA Pemilihan Ukuran Ganda
Pengurutan generasi berikutnya (NGS) mengharuskan pustaka NGS mencapai panjang tertentu. Penyaringan fragmen digunakan untuk memilih fragmen target dari DNA yang terfragmentasi. Dengan memanfaatkan karakteristik bahwa manik-manik magnetik lebih suka menyerap fragmen besar, setelah putaran pertama penyerapan fragmen besar, manik-manik magnetik dibuang dan supernatan dipertahankan, dengan fragmen target tetap berada di supernatan. Pada putaran kedua, manik-manik magnetik menyerap fragmen target, dan setelah membuang supernatan, fragmen target dielusi dan dipulihkan.
Gambar 5.Pemilihan ukuran ganda DNA ikhtisar proses
Untuk mengevaluasi akurasi penyortiran, ukuran fragmen yang disortir berdasarkan proporsi masukan manik magnetik yang berbeda biasanya dideteksi oleh instrumen Agilent 2100.
Di bawah proporsi manik-manik magnetik tertentu, distribusi fragmen dari sampel yang berbeda harus terkonsentrasi di posisi yang sama. Efek penyortiran yang ideal adalah puncak tunggal yang sempit dan membulat di bagian atas. Karena perbedaan penyangga di antara produsen yang berbeda, distribusi akan bervariasi di bawah proporsi manik-manik magnetik tertentu. Sebelum digunakan, perlu merujuk ke buku petunjuk untuk mengonfirmasi proporsi penyortiran fragmen target. Data menunjukkan bahwa di bawah proporsi penyortiran yang sama, efek penyortiran
Tabel 2. Pemulihan Khas
mencicipi |
| Pemilihan Ukuran Ganda(0,65×/0,2×) | ||
Masukan (ng) | Setelah Pemilihan Ukuran Ganda(ng) | Persentase pemulihan % | Rata-rata Persentase pemulihan | |
Sebuah XP | 276.44 | 55.2 | 19,97% | 19,97% |
B-YS | ||||
61.35 | 22,19% | 22,84% | ||
Bahasa Inggris C dan YS | 65.4 | 23,68% | ||
D-Y | 62.55 | 22,63% |
【catatan】:Data uji manik-manik magnetik bersumber dari perusahaan bioteknologi tertentu di Shanghai. Dalam tabel, A mewakili manik-manik magnetik AMPure XP, sedangkan B, C dan D adalah tiga kelompok manik-manik magnetik yang berbeda.
Informasi Produk
NGS yang kuatWaktu Standar DNA Selection Beads didasarkan pada prinsip SPRI dan dikombinasikan dengan sistem buffer yang dioptimalkan, sehingga cocok untuk penyortiran dan pemurnian fragmen DNA di pustaka sekuensing generasi berikutnya. Produk ini kompatibel dengan kit konstruksi pustaka dari berbagai merek, dan efisiensi pemulihan fragmen serta distribusi ukuran pustakanya mirip dengan manik magnetik XP. Perlu dicatat bahwa harga
Tabel 3.Rekomendasi untuk Hieff NGSWaktu Standar Produk Manik Magnetik Seri
Klasifikasi dari magnetik manik-manik | Nama Produk | Nomor Produk | Ukuran | Harga promosi(¥ yuan) | Aplikasi |
DNA manik-manik magnetik | nomor telepon 12601ES08 | 5 ml air | 595 | Pembersihan DNA Pemilihan ukuran DNA | |
12601ES56 | 60 ml air | 3775 | |||
12601ES75 | 450 ml air | 15715 | |||
NGS yang kuatWaktu Standar Manik-manik DNA Bersih yang Lebih Cerdas | Nomor telepon 12600ES08 | 5 ml air | tahun 835 | Pemurnian fragmen kecil(>50 bp) | |
nomor 12600ES56 | 60 ml air | 4555 | |||
Nomor 12600ES75 | 450 ml air | 17935 | |||
RNA manik-manik magnetik | nomor 12602ES08 | 5 ml air | 635 | Konstruksi perpustakaan RNA | |
12602ES56 | 60 ml air | tahun 2555 | |||
nomor 12602ES75 | 450 ml air | 23135 | |||
12629ES24 | 24 jam | 308 | Isolasi dan pemurnian mRNA. | ||
12629ES96 | 96 jam | tahun 1128 |