يعمل هذا الشريط على إخطار الزوار بالتحديثات المهمة

الأخبار والأحداث

بيت كيف تعمل حبات السيليكا المغناطيسية لاستخراج الحمض النووي؟
استفسر

كيف تعمل حبات السيليكا المغناطيسية: إجابة سريعة

تستخرج حبات السيليكا المغناطيسية الحمض النووي الريبوزي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) من خلال عملية ربط وغسل وشطف قابلة للعكس.

أولاً، يقوم حاجز التحلل بتكسير الخلايا المفتوحة أو الفيروسات أو المواد البيولوجية الأخرى ويطلق الأحماض النووية في المحلول. يتم بعد ذلك استخدام مادة عازلة تحتوي على أملاح - وغالبًا كحول - لتهيئة الظروف التي تعزز امتصاص الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي (RNA) على الأسطح المغطاة بالسيليكا للخرز المغناطيسي.

يقوم مغناطيس خارجي بتجميع الخرزات على جدار الأنبوب أو التفاعل بشكل جيد. يمكن بعد ذلك إزالة السائل المحتوي على البروتينات والدهون والأملاح والحطام الخلوي دون استخدام الطرد المركزي.

بينما تظل الأحماض النووية ملتصقة بسطح السيليكا، يتم غسل الخرزات لإزالة الملوثات. أخيرًا، يعمل الماء أو محلول الشطف قليل الملح على إعادة ترطيب سطح السيليكا والأحماض النووية، مما يسمح للحمض النووي أو الحمض النووي الريبي (RNA) المنقى بالانفصال عن الخرز والعودة إلى المحلول.

سير العمل الأساسي هو:

  1. ليز العينة؛

  2. إضافة المخزن المؤقت ملزم والخرز المغناطيسي السيليكا.

  3. السماح للحمض النووي أو الحمض النووي الريبي بالارتباط؛

  4. جمع الخرز بالمغناطيس.

  5. إزالة المادة طافية؛

  6. اغسل الخرز.

  7. إزالة محلول الغسيل المتبقي؛

  8. أزل الحمض النووي المنقى.

يصف QIAGEN وPromega تنقية الجسيمات المغناطيسية بأنها عملية ربط وغسل وأزالة ترتبط فيها الأحماض النووية تحت ظروف ملح مناسبة ويتم إطلاقها في الماء أو في محلول عازل منخفض الملح.

سانيو هي شركة مصنعة للكرات المجهرية الوظيفية والخرز المغناطيسي للتشخيص الجزيئي وتنقية الحمض النووي وتطوير IVD وأبحاث التكنولوجيا الحيوية.

من خلال منصة Nanomicron Spheres، توفر سانيو خرزات السيليكا المغناطيسية المصممة لاستخراج وتنقية الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA).

تستخدم الخرزات نواة Fe₃O₄ فائقة المغناطيسية مع سطح مطلي بالسيليكا يحتوي على مجموعات الهيدروكسيل. في ظل ظروف الارتباط العازلة المناسبة، يمكن للأحماض النووية أن تمتز على سطح السيليكا ثم يتم فصلها عن العينات المعقدة باستخدام مجال مغناطيسي خارجي.

ميزات حبة السيليكا المغناطيسية الرئيسية في سانيو

تسرد SANYU علنًا:

  • جزيئات الحديد Fe₃O₄ المغلفة بالسيليكا؛

  • أسطح السيليكا الوظيفية بالهيدروكسيل؛

  • أحجام الجسيمات النانوية والميكروسكيل المتعددة؛

  • أقطار الجسيمات القياسية والمخصصة؛

  • تركيز المواد الصلبة قابل للتعديل.

  • كيمياء السطح المخصصة؛

  • العرض بالجملة؛

  • خدمات صانعي القطع الأصلية وأوديإم؛

  • العينات المختبرية والإمدادات على نطاق تجاري.

تتضمن أحجام الجسيمات القياسية المدرجة علنًا خيارات النانو والميكرومتر مثل 100 نانومتر، و200 نانومتر، و800 نانومتر، و1 ميكرومتر، و2 ميكرومتر، و5 ميكرومتر، و10 ميكرومتر وأحجام أكبر. يعتمد الحجم الأفضل على كيمياء الاستخلاص ونوع العينة والفاصل المغناطيسي ومنصة التشغيل الآلي.

التطبيقات الرئيسية

يمكن تقييم حبات السيليكا المغناطيسية SANYU من أجل:

  • استخراج الحمض النووي الجيني.

  • مجموع استخراج الحمض النووي الريبي.

  • استخراج الحمض النووي الفيروسي والحمض النووي الريبي.

  • تنقية الحمض النووي البلازميد.

  • استخراج الحمض النووي الميكروبي.

  • استخراج الحمض النووي والحمض النووي الريبي (RNA) النباتي ؛

  • تنقية منتج PCR؛

  • تطوير كاشف التشخيص الجزيئي؛

  • الفصل المغناطيسي اليدوي؛

  • مستخلصات الحمض النووي الآلية؛

  • تصنيع مجموعة أدوات الاستخراج OEM.

لماذا تم وضع سانيو في المرتبة الأولى

تم تصنيف سانيو كأول شركة مصنعة موصى بها في هذا الدليل لأنها تجمع بين:

  • تصنيع الخرز المغناطيسي المباشر؛

  • أحجام الجسيمات المتعددة؛

  • السيليكا والكيمياء السطحية الأخرى؛

  • تركيز وصياغة مخصصة؛

  • خيارات تصنيع المعدات الأصلية والعلامة الخاصة؛

  • الدعم من التقييم المختبري إلى الإنتاج التجاري؛

  • مجموعة منتجات مصممة لاستخراج الحمض النووي والتشخيص الجزيئي.

لا يزال ينبغي اختيار الحبة النهائية عن طريق الاختبار المقارن في ظل العينة الفعلية للعميل، والمخزن المؤقت، والأداة، وظروف التحليل النهائي.

ما هي حبات السيليكا المغناطيسية؟

حبات السيليكا المغناطيسية عبارة عن جسيمات مغناطيسية دقيقة أو نانوية ذات سطح خارجي قائم على السيليكا.

تحتوي الحبة النموذجية على:

  1. نواة مغناطيسية أو منطقة مركبة مغناطيسية؛

  2. طبقة واقية أو هيكلية؛

  3. سطح خارجي من السيليكا؛

  4. مجموعات السيلانول السطحية؛

  5. تركيبة تخزين سائلة.

يعتمد المكون المغناطيسي عادةً على أكسيد الحديد، مثل Fe₃O₄. تتصرف الخرزة كمرحلة صلبة يمكن جمعها بمغناطيس ولكن يتم إعادة تشتيتها عند إزالة المجال المغناطيسي.

يجب أن توفر حبة استخراج الحمض النووي المصممة جيدًا ما يلي:

  • جمع مغناطيسي سريع.

  • إعادة توزيع جيدة.

  • مساحة سطحية كافية من السيليكا؛

  • حجم الجسيمات مستقرة.

  • تجميع منخفض لا رجعة فيه؛

  • ترحيل حبة منخفضة.

  • ملزمة الحمض النووي متسقة.

  • التوافق مع مخازن الاستخراج.

  • أداء الكثير إلى الكثير قابل للتكرار.

تجمع الخرز المغناطيسي المطلي بالسيليكا بين سلوك ربط الحمض النووي للسيليكا مع التعامل المريح مع الجزيئات المغناطيسية. ويشير QIAGEN إلى أن هذا المزيج يلغي الحاجة إلى الطرد المركزي أو المعالجة الفراغية، كما أنه قابل للتكيف بسهولة مع الأتمتة.

هيكل حبة مغناطيسية مغلفة بالسيليكا

قد يختلف هيكل حبة السيليكا المغناطيسية بين الشركات المصنعة.

النواة المغناطيسية

يسمح المكون المغناطيسي للجسيم بالاستجابة للمجال المغناطيسي الخارجي.

يصبح الجسيم البارامغناطيسي الفائق مغناطيسيًا بقوة في وجود مغناطيس، لكنه يحتفظ بقدر قليل من المغنطة الدائمة بعد إزالة المجال.

هذا السلوك يساعد الخرز:

  • جمع بسرعة أثناء الفصل المغناطيسي؛

  • إعادة التشتت بعد إزالة المغناطيس؛

  • تجنب البقاء ممغنطًا بشكل دائم؛

  • تقليل جاذبية لا رجعة فيها من حبة إلى حبة.

طلاء السيليكا

يوفر طلاء السيليكا السطح المستخدم لامتصاص الحمض النووي.

السيليكا هي ثاني أكسيد السيليكون، ويحتوي سطحها المائي على مجموعات السيلانول. تتفاعل هذه المجموعات مع الأحماض النووية في ظل ظروف عازلة يتم التحكم فيها بعناية.

مجموعات الهيدروكسيل السطحية

يحتوي سطح السيليكا على مجموعات سيلانول تحتوي على الهيدروكسيل.

تشارك هذه المجموعات في التفاعل العكسي بين الأحماض النووية وسطح السيليكا.

يتأثر التفاعل بشدة بما يلي:

  • درجة الحموضة.

  • القوة الأيونية

  • نوع الملح

  • تركيز الكحول.

  • النشاط المائي

  • درجة حرارة؛

  • مساحة السطح

  • طول الحمض النووي وبنيته.

صياغة التعليق

عادة ما يتم توفير حبات السيليكا المغناطيسية التجارية كمعلق مائي.

قد تحتوي التركيبة على:

  • ماء؛

  • المخزن المؤقت؛

  • مثبت؛

  • الفاعل بالسطح؛

  • مادة حافظة؛

  • أملاح.

يمكن أن تؤثر هذه المواد المضافة على الفصل المغناطيسي وإعادة تشتت الخرزة وربط الحمض النووي والتوافق مع كواشف الاستخلاص النهائية.

لماذا يرتبط DNA و RNA بالسيليكا؟

يتم شحن أسطح الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) والسيليكا بشكل عام بشكل سلبي في ظل العديد من ظروف الاستخراج.

في البداية، يبدو أن هذا يجعل الامتزاز غير محتمل لأن الأسطح المشحونة بشكل مماثل تتنافر.

ومع ذلك، فإن مخازن الربط المناسبة تغير البيئة الكيميائية. يمكن للتركيزات العالية من الأملاح الفوضوية والأملاح والكحوليات الأخرى أن تقلل من الماء وتحمي التنافر الكهروستاتيكي. وهذا يسمح بتكوين تفاعلات قصيرة المدى بين الحمض النووي وسطح السيليكا.

تشير الأبحاث إلى أن الامتزاز يمكن أن يشمل مزيجًا من:

  • جفاف؛

  • التدريع الكهروستاتيكي.

  • الجسور الملحية بوساطة الكاتيون.

  • الرابطة الهيدروجينية

  • التفاعلات الأيونية.

  • التأثيرات السطحية والمذيبات.

تعتمد المساهمة الدقيقة لكل تفاعل على كيمياء الاستخراج. ولذلك لا ينبغي وصف آلية الارتباط بأنها رابطة كيميائية دائمة بسيطة.

دور مجموعات السيلانول

يحتوي سطح السيليكا المائي على مجموعات السيلانول.

في ظل الظروف المائية العادية، قد يحمل كل من سطح السيليكا والعمود الفقري الفوسفاتي للأحماض النووية شحنات سالبة. تشكل جزيئات الماء أيضًا طبقات ترطيب حول كلا السطحين.

يمكن لطبقات الترطيب هذه والتنافر الكهروستاتيكي أن تمنع الامتزاز القوي.

تغير مخازن الربط هذه البيئة وتجعل الاتصال الوثيق بين سطح السيليكا والحمض النووي ممكنًا.

دور الأملاح الفوضوية

تُستخدم الأملاح الفوضوية بشكل شائع في استخلاص الحمض النووي المعتمد على السيليكا.

قد تشمل الأمثلة أملاح الجوانيدينيوم، اعتمادًا على التركيبة.

يمكن للعوامل الفوضوية أن تخدم عدة أغراض:

  • المساعدة في تعطيل الخلايا أو الجزيئات الفيروسية؛

  • بروتينات تفسد؛

  • تقليل نشاط نوكلياز.

  • تعطيل المياه المنظمة.

  • تقليل الماء حول الأحماض النووية والسيليكا.

  • تعزيز امتصاص الحمض النووي إلى المرحلة الصلبة.

تحدد شركة بروميجا التركيزات العالية من الأملاح الفوضوية باعتبارها جزءًا أساسيًا من كيمياء ربط السيليكا. ويوضح دليل التنقية الخاص به أن الحمض النووي يربط السيليكا في ظل ظروف عالية الملح، ويظل ملتصقًا أثناء الغسلات التي تحتوي على الكحول، ويتم إطلاقه في ظروف منخفضة الملح.

الجفاف والحماية الكهروستاتيكية

يتم ترطيب الأحماض النووية والسيليكا بقوة في الماء.

تقلل المخازن المؤقتة الملزمة من استقرار طبقات الماء هذه. يمكن للأملاح أيضًا فحص الشحنات السالبة على سطح السيليكا والعمود الفقري للحمض النووي.

قد تساعد الكاتيونات في سد الأسطح المشحونة سالبًا، بينما يسمح انخفاض الماء بالترابط الهيدروجيني والتفاعلات الأخرى قصيرة المدى لتصبح أكثر ملاءمة.

تتأثر العملية بما يلي:

  • تركيز الملح

  • نوع الكاتيون؛

  • درجة الحموضة.

  • محتوى الكحول.

  • درجة حرارة؛

  • كيمياء السطح.

لماذا الربط قابل للعكس؟

التفاعل قابل للعكس لأنه يعتمد على الحل المحيط.

في ظل ظروف النشاط العالي الملوحة وانخفاض الماء، يفضل امتصاص الحمض النووي.

عند وضع الخرز في الماء أو في محلول قليل الملح:

  • يتناقص تركيز الملح.

  • تصبح الأسطح مُرطبة؛

  • يزيد التنافر الكهروستاتيكي.

  • يصبح الحمض النووي قابلاً للذوبان مرة أخرى؛

  • ينفصل DNA أو RNA عن السيليكا.

يتيح هذا التغيير القابل للعكس سير عمل الربط والغسيل والحذف.

سير العمل الكامل لاستخراج الحمض النووي

الخطوة 1: تحلل العينة

الخطوة الأولى هي إطلاق الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي (RNA) من العينة البيولوجية.

اعتمادًا على العينة، قد يشمل التحلل ما يلي:

  • المنظفات.

  • أملاح الفوضى.

  • بروتيناز ك؛

  • عوامل التخفيض

  • خلل ميكانيكي

  • تدفئة

  • الهضم الأنزيمي.

  • الضرب بالخرز.

الغرض من التحلل هو:

  • كسر أغشية الخلايا.

  • تعطيل المظاريف أو الكبسولات الفيروسية.

  • الافراج عن الأحماض النووية.

  • بروتينات تفسد؛

  • تعطيل نوكلياز.

  • تقليل لزوجة العينة حيثما أمكن ذلك.

يعد التحلل غير الكامل سببًا شائعًا لانخفاض إنتاجية الاستخراج.

يجب أن تتكيف طريقة التحلل مع العينة. إن الدم الكامل والأنسجة النباتية والبراز والخلايا البكتيرية ووسائط النقل الفيروسية لها متطلبات مختلفة جدًا للتعطيل وإزالة المثبطات.

الخطوة 2: إنشاء الشروط الملزمة

بعد التحلل، تتم إضافة مخزن مؤقت للربط أو يقوم المخزن المؤقت للتحلل نفسه بإنشاء الظروف المطلوبة.

قد يحتوي نظام الربط على:

  • ملح فوضوي

  • ملح إضافي

  • الكحول.

  • عوامل التخزين المؤقت؛

  • المنظفات.

  • معدلات الرقم الهيدروجيني.

يجب أن يعزز المخزن المؤقت امتصاص الحمض النووي مع الحفاظ على الأحماض النووية المستهدفة في شكل قابل للاستخراج.

قد يؤدي عدم كفاية تركيز عامل الربط إلى بقاء الحمض النووي الريبي (DNA) أو الحمض النووي الريبي (RNA) في الطاف.

قد تؤثر الظروف القاسية المفرطة على سلامة الحمض النووي أو تعقيد إزالة الأملاح في اتجاه مجرى النهر.

الخطوة 3: ربط الأحماض النووية بالخرز

يتم خلط حبات السيليكا المغناطيسية مع المحللة في ظل ظروف ملزمة.

يعد الخلط الفعال أمرًا ضروريًا لأن جزيئات الحمض النووي يجب أن تلامس أسطح الخرزات.

يمكن إجراء الخلط عن طريق:

  • الماصة؛

  • دوامة.

  • اهتزاز مداري

  • الدورية.

  • خلط قضيب مغناطيسي؛

  • خلط الماصة الآلي.

يجب أن تظل الخرزات منتشرة بشكل جيد طوال خطوة الربط.

إذا استقرت الخرزات أو تراكمت أو ظلت محاصرة في مادة العينة اللزجة، فإن سطح الربط المتاح يتناقص وقد ينخفض ​​الاسترداد.

وتشير بروميجا إلى أن سوء تشتيت الحبيبات والخلط غير الكافي يمكن أن يقلل من أداء الاستخراج، خاصة في العينات اللزجة أو الغنية بالشوائب.

الخطوة 4: جمع الخرز بالمغناطيس

بعد الربط، يقوم مجال مغناطيسي بسحب الخرزات إلى جانب أو أسفل الأنبوب أو البئر.

تتحرك الأحماض النووية مع الخرزات لأنها يتم امتصاصها على سطح السيليكا.

يحتوي السائل المحيط على العديد من المواد غير المرتبطة، بما في ذلك:

  • البروتينات.

  • الدهون.

  • المنظفات.

  • الحطام الخلوي.

  • أصباغ.

  • السكريات.

  • الأملاح الزائدة

  • الملوثات القابلة للذوبان الأخرى.

بمجرد جمع الخرز بالكامل، تتم إزالة المادة طافية.

يعتمد زمن المغنطة على:

  • حجم الجسيمات.

  • المحتوى المغناطيسي.

  • لزوجة العينة

  • حجم السائل

  • قوة المغناطيس.

  • هندسة المغناطيس.

  • شكل السفينة.

إزالة السائل قبل أن يتم جمع الخرز بشكل كامل يمكن أن يسبب فقدان حبة ويقلل من انتعاش الحمض النووي.

الخطوة 5: غسل الملوثات

يتم غسل مركب الحمض النووي الخرزي مرة واحدة أو أكثر.

غالبًا ما تحتوي مخازن الغسيل على الكحول والأملاح. تساعد هذه الظروف في الحفاظ على الحمض النووي مرتبطًا بالسيليكا أثناء إزالة الملوثات.

قد تؤدي خطوات الغسيل إلى إزالة:

  • البروتينات.

  • المنظفات.

  • الحطام الخلوي.

  • أصباغ.

  • الدهون.

  • أملاح الفوضى.

  • مثبطات PCR؛

  • جزيئات صغيرة غير مرغوب فيها.

يتطلب كل غسل إعادة توزيع حبة فعالة.

مجرد إضافة عازلة الغسيل دون إعادة التعليق الكامل لحبيبات الخرزة قد يترك الملوثات محاصرة داخل مجموعات الخرزات.

يوضح بروميجا أنه يمكن إعادة تعليق الجزيئات المغناطيسية بالكامل أثناء الغسيل، مما يحسن إزالة الملوثات مقارنة بالطور الصلب الثابت.

الخطوة 6: إزالة الكحول المتبقي

بعد الغسل النهائي، يجب إزالة الكحول المتبقي قبل الشطف.

يمكن أن يمنع ترحيل الكحول:

  • PCR.

  • RT-PCR؛

  • هضم الإنزيمات؛

  • ربط.

  • النسخ العكسي

  • إعداد مكتبة التسلسل.

ومع ذلك، فإن التجفيف المفرط قد يخلق مشاكل أيضًا.

يمكن أن يصبح من الصعب إعادة تعليق الخرزات المجففة أكثر من اللازم، وقد يكون من الصعب إعادة ترطيب الحمض النووي وإزالته.

تحدد شركة Promega كلاً من التجفيف غير الكافي والتجفيف المفرط كأسباب شائعة لضعف أداء الاستخراج.

يجب تحديد وقت التجفيف الأمثل لنوع الخرزة، الوعاء، حجم الغسيل، درجة الحرارة ومنصة التشغيل الآلي.

الخطوة 7: أزل الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي المنقى

يضاف الماء أو مادة عازلة منخفضة القوة الأيونية إلى الخرز المغسول.

تتضمن حلول الشطف الشائعة ما يلي:

  • مياه خالية من نوكلياز.

  • تريس العازلة.

  • عازلة EDTA TE منخفضة؛

  • المخزن المؤقت للشطف الخاص بالتطبيق.

تعمل البيئة منخفضة الملح على إعادة ترطيب سطح السيليكا والحمض النووي، مما يضعف تفاعلهما.

يساعد الخلط على إطلاق الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي (RNA).

بعد الشطف:

  1. يتم جمع الخرز مغناطيسيًا مرة أخرى؛

  2. ويبقى الحمض النووي المنقى في السائل؛

  3. يتم نقل شطافة إلى أنبوب أو لوحة نظيفة.

قد يتحسن أداء الشطف مع:

  • حضانة أطول؛

  • خلط لطيف

  • التدفئة المعتدلة

  • درجة حموضة مناسبة؛

  • حجم شطف أكبر.

يوفر الحجم الأصغر شطافة أكثر تركيزًا ولكنه قد يقلل من الاسترداد الكلي.

ما يفعله كل كاشف

الكاشف أو المكون

الوظيفة الرئيسية

تحلل العازلة

يكسر الخلايا أو الجزيئات المفتوحة ويطلق الأحماض النووية

ملح تشوتروبيك

يفسد البروتينات، ويمنع نشاط النيوكلياز ويعزز ربط السيليكا

المنظفات

يعطل أغشية الدهون ويساعد على إذابة البروتينات

بروتيناز ك

يهضم البروتينات والنواة

الكحول

يدعم ربط الحمض النووي والغسيل في ظل ظروف النشاط المائي المنخفض

حبات السيليكا المغناطيسية

توفير مرحلة صلبة متنقلة لامتصاص الحمض النووي القابل للعكس

غسل العازلة

يزيل البروتينات والأملاح والمنظفات والملوثات الأخرى

مغناطيس

يشل الخرز دون الطرد المركزي

شطف العازلة

يعيد ترطيب ويطلق الحمض النووي المنقى

RNase أو DNase

يزيل بشكل انتقائي الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي غير المرغوب فيه عند الاقتضاء

تختلف الصيغة الدقيقة بين أنظمة الاستخراج. ينبغي تحسين تركيزات الكاشف لنوع العينة والحمض النووي المطلوب.

هل تسلسل حبات السيليكا المغناطيسية محدد؟

لا. حبات السيليكا المغناطيسية القياسية ليست محددة بالتسلسل.

إنها تربط بشكل عام الأحماض النووية بناءً على التفاعلات الفيزيائية والكيميائية مع سطح السيليكا بدلاً من التعرف على تسلسل DNA أو RNA محدد.

ولذلك يمكنهم التقاط:

  • الحمض النووي الجينومي؛

  • الحمض النووي الفيروسي.

  • الحمض النووي البلازميدي.

  • مجموع الحمض النووي الريبي.

  • الحمض النووي الريبي الفيروسي؛

  • شظايا الحمض النووي الصغيرة.

  • أنواع الأحماض النووية غير المرغوب فيها.

يتم التحكم في الانتقائية في المقام الأول من خلال:

  • شروط التحلل.

  • تكوين ملزمة العازلة.

  • درجة الحموضة.

  • تركيز الملح

  • تركيز الكحول.

  • نسبة الخرزة إلى العينة؛

  • شروط الغسيل

  • العلاج الأنزيمي.

على سبيل المثال:

  • يمكن استخدام RNase عند الحاجة إلى الحمض النووي المنقى؛

  • يمكن استخدام الدناز عند الحاجة إلى الحمض النووي الريبي المنقى؛

  • قد تغير كيمياء اختيار الأجزاء أحجام الحمض النووي المرتبطة بها؛

  • يتطلب الالتقاط الخاص بالتسلسل تحقيقات أو روابط تقارب بدلاً من سطح السيليكا غير المعدل.

لذلك من الأفضل وصف ربط السيليكا على أنه امتصاص حمض نووي قابل للعكس ويعتمد على الحالة، وليس التعرف على تسلسل محدد.

العوامل التي تؤثر على استعادة الحمض النووي والحمض النووي الريبي (RNA).

حجم الجسيمات ومساحة السطح

يؤثر حجم الجسيمات على:

  • المساحة السطحية المتاحة؛

  • القدرة الملزمة

  • الترسيب.

  • إعادة التشتت؛

  • الاستجابة المغناطيسية

  • ترحيل الخرزة؛

  • سلوك الأتمتة.

توفر الجسيمات الأصغر بشكل عام مساحة سطح أكبر لكل وحدة كتلة، ولكنها قد:

  • تتطلب المزيد من وقت الفصل المغناطيسي؛

  • البقاء معلقًا لفترة أطول؛

  • يمكن استنشاقه بسهولة أكبر؛

  • يصبح من الصعب جمعها بمغناطيس ضعيف.

قد تنفصل الخرزات الأكبر حجمًا بشكل أسرع ولكنها توفر مساحة سطح أقل لكل وحدة كتلة وقد تستقر بسرعة أثناء التوزيع.

أفضل حجم خاص بالتطبيق.

المحتوى المغناطيسي وسرعة الانفصال

يمكن أن يؤدي المحتوى المغناطيسي العالي إلى تحسين سرعة التجميع، ولكن يجب موازنة المحتوى المغناطيسي مع:

  • مساحة سطح السيليكا؛

  • استقرار التعليق

  • كثافة الجسيمات

  • إعادة التشتت؛

  • قدرة ربط الحمض النووي.

قد تستقر الخرزات الكثيفة جدًا بسرعة كبيرة أثناء التوزيع الآلي.

الخرز الذي يجمع ببطء قد يزيد من وقت المعالجة أو يضيع أثناء الطموح.

نسبة الخرزة إلى العينة

عدد قليل جدًا من الخرز قد يوفر قدرة ربط غير كافية.

الكثير من الخرز قد:

  • زيادة تكلفة الكاشف؛

  • يحبس المزيد من الملوثات؛

  • زيادة مخاطر الترحيل؛

  • تتطلب المزيد من عازلة الغسيل؛

  • تقليل تركيز شطف.

  • تعقيد التعامل الآلي مع السوائل.

النسبة المطلوبة تعتمد على:

  • كمية الحمض النووي المتوقعة؛

  • حجم العينة؛

  • حجم القطعة؛

  • مساحة السطح

  • كيمياء ملزمة عازلة.

  • عينة من الشوائب.

الرقم الهيدروجيني والقوة الأيونية

يؤثر الرقم الهيدروجيني على:

  • شحنة سطح السيليكا؛

  • شحنة الحمض النووي.

  • تأين السيلانول.

  • الرابطة الهيدروجينية

  • كفاءة الشطف.

تؤثر القوة الأيونية على الفحص الكهروستاتيكي ويمكن أن تؤثر على الامتزاز.

قد يختلف الرقم الهيدروجيني للربط الأمثل عن الرقم الهيدروجيني الأمثل للشطف.

تركيز الملح الفوضوي

قد يسبب عدم كفاية الملح الفوضوي ارتباطًا غير كامل.

الملح الزائد الزائد قد:

  • تقليل النقاء.

  • تمنع PCR.

  • تؤثر على نشاط الانزيم.

  • زيادة التلوث A260/A230؛

  • تبقى في شطافة النهائية إذا كان الغسيل غير كاف.

ويجب تطوير عملية العازلة والغسيل كنظام واحد متكامل.

تركيز الكحول

يمكن أن يدعم الكحول امتصاص الحمض النووي وإزالة الملوثات.

القليل جدًا من الكحول قد يقلل من الارتباط أو يسمح بفقدان الحمض النووي أثناء الغسيل.

الكثير من الكحول المتبقي قد يمنع التفاعلات النهائية.

يجب أن يأخذ تركيز الكحول في الاعتبار:

  • حجم العينة؛

  • تكوين السائل الموجود

  • حجم المخزن المؤقت الملزم؛

  • تبخر؛

  • دقة التوزيع الآلي.

خلط وربط الوقت

الخلط غير الكافي يمنع الاتصال بين الأحماض النووية وأسطح الخرزات.

قد يؤدي الخلط القاسي المفرط إلى قص الحمض النووي عالي الوزن الجزيئي.

تشمل المتغيرات المهمة ما يلي:

  • سرعة الماصة.

  • عدد دورات الخلط

  • سرعة شاكر.

  • دوامة الوقت.

  • لزوجة السائل

  • مدة الربط؛

  • هندسة السفن.

بالنسبة للحمض النووي الجينومي عالي الوزن الجزيئي، قد يكون الخلط اللطيف ضروريًا.

الغسيل والتجفيف حبة

الغسيل غير الكافي يمكن أن يترك:

  • بروتين؛

  • ملح؛

  • منظف؛

  • الملوثات القابلة للذوبان في الإيثانول؛

  • مثبطات PCR.

قد يؤدي الغسيل المفرط إلى تقليل الإنتاج إذا لم يتم الحفاظ على شروط الربط.

التجفيف غير الكافي يترك الكحول.

التجفيف المفرط يقلل من كفاءة الشطف.

شطف العازلة والحجم ودرجة الحرارة

يعتمد الشطف على معالجة الجفاف وتعطيل التفاعل بين الحمض النووي والسيليكا.

تشمل المتغيرات المهمة ما يلي:

  • درجة الحموضة العازلة.

  • القوة الأيونية

  • تركيز EDTA؛

  • حجم الشطف؛

  • وقت الحضانة

  • درجة حرارة؛

  • خلط.

التدفئة المعتدلة يمكن أن تحسن شطف في بعض سير العمل، ولكن الحرارة المفرطة قد تؤثر على سلامة الحمض النووي الريبي أو متطلبات المصب.

استخراج الحمض النووي مقابل استخراج الحمض النووي الريبي

يمكن استخدام حبات السيليكا المغناطيسية لكل من DNA وRNA، لكن سير العمل ليس متطابقًا دائمًا.

عامل

استخراج الحمض النووي

استخراج الحمض النووي الريبي

استقرار

الحمض النووي بشكل عام أكثر استقرارًا كيميائيًا

الحمض النووي الريبي (RNA) أكثر عرضة لـ RNases والتدهور

السيطرة على الانزيمات

قد يقوم RNase بإزالة الحمض النووي الريبي (RNA) غير المرغوب فيه

قد يقوم DNase بإزالة الحمض النووي غير المرغوب فيه

المناولة

تقنية نظيفة قياسية

تقنية خالية من ريبونوكلياز أمر ضروري

تحلل

يعتمد على العينة

غالبًا ما يتطلب تعطيل RNase أقوى

حجم الهدف

قد يشمل الحمض النووي عالي الوزن الجزيئي

قد يشمل الحمض النووي الريبي الكلي والحمض النووي الريبي الصغير

شطف

الماء أو الحل المخزن

مياه خالية من RNase أو عازلة متوافقة

تقييم الجودة

العائد والنقاء وسلامة الحمض النووي

العائد والنقاء وسلامة الحمض النووي الريبي

اعتبارات استخراج الحمض النووي الريبي

يجب أن يتحكم سير عمل RNA في:

  • تلوث ريبونوكلياز.

  • وقت المعالجة

  • درجة حرارة؛

  • تخفيف الظروف؛

  • استقرار العينة.

  • تلوث الحمض النووي الجينومي؛

  • استعادة الحمض النووي الريبي الصغيرة.

المنتج الذي يعمل بشكل جيد بالنسبة للحمض النووي الجينومي قد لا يوفر تلقائيًا الاسترداد الأمثل لإجمالي الحمض النووي الريبي (RNA) أو الحمض النووي الريبي (microRNA).

أنواع العينات المتوافقة مع حبات السيليكا المغناطيسية

يمكن دمج حبات السيليكا المغناطيسية في طرق:

  • الدم الكامل

  • مصل؛

  • بلازما؛

  • مسحات الشدق.

  • مسحات الأنف والحنجرة.

  • اللعاب؛

  • الخلايا المستنبتة؛

  • الأنسجة الحيوانية؛

  • الأنسجة النباتية.

  • البكتيريا.

  • الفطريات.

  • وسائط النقل الفيروسية؛

  • براز؛

  • تربة؛

  • عينات غذائية؛

  • لبن؛

  • مياه الصرف الصحي.

  • العينات البيئية

  • مادة ثابتة الفورمالين.

  • عينات الحمض النووي الخالية من الخلايا.

يتطلب كل نوع عينة ما يلي مناسبًا:

  • طريقة التحلل

  • استراتيجية إزالة المانع.

  • الكيمياء الملزمة؛

  • نظام الغسيل

  • حالة شطف.

تعتبر الخرزة المغناطيسية مكونًا واحدًا فقط من سير عمل الاستخراج الكامل.

دليل مقابل استخراج حبة المغناطيسي الآلي

عامل

الاستخراج اليدوي

الاستخراج الآلي

معدات

الماصات والرف المغناطيسي

أداة قضيب مغناطيسي أو معالج سائل

الإنتاجية

منخفضة إلى متوسطة

متوسطة إلى عالية جدًا

وقت المشغل

أعلى

أقل لكل عينة

إمكانية تكرار نتائج

تعتمد على المشغل

عادة ما تكون أكثر اتساقا بعد التحسين

المرونة

من السهل تعديلها

يتطلب طريقة مبرمجة

التلوث المتبادل

يعتمد على التقنية

يتطلب سطحًا دقيقًا وتصميمًا للماصة

تطوير

مفيدة لتحسين الكيمياء

الأفضل بعد إنشاء الطريقة اليدوية

يكلف

انخفاض تكلفة المعدات الأولية

ارتفاع تكلفة المعدات الأولية

وينبغي بشكل عام إنشاء عملية يدوية قوية قبل الأتمتة.

توصي شركة Promega أولاً بتطوير استخراج يدوي للجسيمات المغناطيسية يلبي معايير الإنتاج والنقاء والمعالجة المطلوبة، ثم استخدامها كعنصر تحكم أثناء تطوير الأتمتة.

أنظمة القضيب المغناطيسي مقابل أنظمة معالجة السوائل

يتم استخدام اثنين من بنيات الأتمتة الشائعة.

أنظمة القضيب المغناطيسي أو أنظمة نقل الجسيمات

يجمع قضيب مغناطيسي الخرزات وينقلها فعليًا بين الآبار التي تحتوي على كواشف مختلفة.

قد تشمل المزايا ما يلي:

  • نقل محدود للسائل؛

  • انخفاض الحاجة إلى الطموح المتكرر.

  • حركة حبة فعالة.

  • توافق الكاشف المعبأ مسبقًا.

تشمل خصائص الخرزة المهمة ما يلي:

  • استجابة مغناطيسية قوية.

  • إطلاق حبة موثوقة من القضيب؛

  • إعادة توزيع جيدة

  • تجميع منخفض لا رجعة فيه.

أنظمة معالجة السوائل

تبقى الخرزات في أنبوب أو صفيحة بينما يضيف نظام الماصة السوائل أو يزيلها.

قد تشمل المزايا ما يلي:

  • أحجام كاشف مرنة؛

  • التوافق مع البروتوكولات المفتوحة.

  • التكامل مع خطوات إعداد العينات الأخرى؛

  • تنسيقات لوحة عالية الكثافة.

تشمل خصائص الخرزة المهمة ما يلي:

  • الاستغناء المستمر.

  • انخفاض تسوية أثناء بيبيتينج؛

  • الشلل السريع

  • انخفاض الطموح المرحل.

  • استجابة جيدة للخلط الآلي.

تصف بروميجا كلا من الروبوتات التي تحرك الجسيمات وتتعامل مع السوائل بأنها تنسيقات رئيسية للاستخراج الآلي.

حبات السيليكا المغناطيسية مقابل أعمدة الدوران

تستخدم حبات السيليكا المغناطيسية وأعمدة السيليكا المغزلية كيمياء ربط الطور الصلب ذات الصلة، لكن التعامل معها يختلف.

مقارنة

حبات السيليكا المغناطيسية

أعمدة تدور السيليكا

المرحلة الصلبة

جزيئات متنقلة

غشاء ثابت

الانفصال

مغناطيس

الطرد المركزي أو فراغ

الأتمتة

مناسبة للغاية

ممكن ولكن أقل مرونة

الإنتاجية

منخفضة إلى عالية جدًا

عادة ما تكون منخفضة إلى متوسطة

خلط

الخرز الاتصال العينة في الحل

تمر العينة عبر الغشاء

خطر الانسداد

أقل عموما

العينات المعقدة قد تسد الأغشية

غسل إعادة التعليق

يمكن إعادة تعليق الخرز بالكامل

يبقى الغشاء ثابتا

مرونة النطاق

من السهل ضبط حجم الخرزة

محدودة بأبعاد العمود

خطر الترحيل

يمكن أن يستنشق الخرز

يبقى غشاء السيليكا في العمود

معدات

مغناطيس أو مستخرج

جهاز طرد مركزي أو مشعب فراغ

تصف بروميجا جزيئات السيليكا المغناطيسية بأنها مرحلة صلبة متنقلة يحدث فيها الارتباط في المحلول ويمكن إعادة تشتيت الجزيئات بالكامل أثناء الغسيل.

غالبًا ما يتم تفضيل الخرز المغناطيسي لسير العمل الآلي أو عالي الإنتاجية أو ذو الحجم المتغير.

تظل أعمدة الدوران مفيدة للتنقية اليدوية المباشرة ومنخفضة الإنتاجية.

حبات السيليكا المغناطيسية مقابل حبات الكربوكسيل المغناطيسية

السيليكا و يمكن استخدام الخرز المغناطيسي الكربوكسيلي في سير عمل الحمض النووي، ولكنها ليست قابلة للتبديل في كل بروتوكول.

ميزة

حبات السيليكا المغناطيسية

الكربوكسيل الخرز المغناطيسي

سطح نموذجي

السيليكا الغنية بالسيلانول

البوليمر الكربوكسيل الوظيفي

الاستخدام الشائع

استخراج الحمض النووي / الحمض النووي الريبي (RNA) للعينة الخام

التنظيف والتركيز واختيار الحجم

الكيمياء الملزمة

في كثير من الأحيان على أساس الملح الفوضى

غالبًا ما يعتمد على PEG/الملح بطرق من نوع SPRI

الأهداف المشتركة

الحمض النووي الجينومي، الحمض النووي الريبي الكلي، الأحماض النووية الفيروسية

منتجات PCR ومكتبات NGS

مرحلة العينة

محللة معقدة

الأحماض النووية المستخرجة أو المعالجة إنزيميًا مسبقًا

اختيار جزء

عادة ليس الغرض الرئيسي

يمكن أن تدعم نسبة الخرزة اختيار الحجم

إزالة المانع

متكامل مع التحلل والغسيل

تنظيف مكونات التفاعل بشكل رئيسي

وهذا التمييز ليس مطلقا. تختلف التركيبات التجارية، ويمكن تكييف كلا السطحين مع العديد من التطبيقات.

ومع ذلك، ترتبط عادة الخرز المطلي بالسيليكا باستخراج الأحماض النووية من العينات الخام المعقدة، في حين تستخدم جزيئات من نوع SPRI الكربوكسيلية على نطاق واسع لتنظيف PCR، وتنظيف مكتبة NGS واختيار حجم الجزء. يصف بيكمان كولتر تقنية SPRI بأنها ربط حمض نووي قابل للعكس يتم التحكم فيه بواسطة كيمياء الخرزات والظروف العازلة.

كيفية اختيار حبات السيليكا المغناطيسية

يجب تقييم مورد الخرزة باستخدام المواصفات الفيزيائية وبيانات الاستخراج الوظيفية.

1. حجم الجسيمات

يعتبر:

  • مساحة السطح

  • وقت التجميع المغناطيسي؛

  • الترسيب.

  • دقة التوزيع

  • ترحيل الخرزة؛

  • منصة الأتمتة.

2. توزيع حجم الجسيمات

طلب:

  • متوسط ​​القطر؛

  • السيرة الذاتية؛

  • PDI؛

  • د10؛

  • د50؛

  • D90؛

  • طريقة القياس.

3. الاستجابة المغناطيسية

يقيم:

  • وقت التجميع

  • نوع المغناطيس؛

  • حجم العينة؛

  • تركيز الخرزة؛

  • حبات المتبقية في طاف.

  • إعادة التوزيع بعد التجميع.

4. المحتوى المغناطيسي

قد يؤدي المحتوى المغناطيسي العالي إلى تحسين الاستجابة ولكن يمكن أن يقلل النسبة النسبية لسطح السيليكا أو يزيد الكثافة.

ينبغي تفسير المواصفات مع أداء الاستخراج الوظيفي.

5. سطح السيليكا

اسأل عن:

  • طريقة طلاء السيليكا.

  • مجموعات الهيدروكسيل السطحية؛

  • مساحة السطح

  • المسامية؛

  • طلاء الاستقرار.

  • الكثير من الاتساق.

6. القدرة الملزمة

وينبغي قياس القدرة الملزمة في ظل ظروف محددة.

قد لا تتنبأ القدرة النظرية في الحمض النووي المنقى بالأداء في:

  • الدم الكامل

  • محللة الأنسجة.

  • براز؛

  • المستخلصات النباتية.

  • وسائل النقل الفيروسية.

7. إعادة التشتت

وينبغي إعادة تفريق بيليه حبة باستمرار بعد جمع المغناطيسي.

يمكن أن يؤدي ضعف إعادة التوزيع إلى تقليل:

  • كفاءة الغسيل؛

  • كفاءة الشطف؛

  • الاتساق الآلي.

  • سطح ربط قابل للاستخدام.

8. استقرار التعليق

لا ينبغي أن تستقر الخرزات بسرعة بحيث يتغير التركيز أثناء التوزيع.

وهذا مهم بشكل خاص لتعبئة المعدات الآلية ومعالجة الآبار المتعددة.

9. اتساق الدفعة

يجب على المستخدمين التجاريين طلب مواصفات لما يلي:

  • حجم الجسيمات.

  • الاستجابة المغناطيسية

  • تركيز المواد الصلبة.

  • كيمياء السطح؛

  • الأداء الملزم؛

  • انتعاش الاستخراج

  • ترحيل حبة.

10. القدرة على تصنيع المعدات الأصلية

بالنسبة لمجموعات الاستخراج التجارية، تأكد مما إذا كانت الشركة المصنعة تدعم ما يلي:

  • حجم الجسيمات المخصصة؛

  • تركيز مخصص؛

  • المخزن المؤقت المخصص؛

  • تغليف مخصص؛

  • حجم السائبة.

  • وضع العلامات الخاصة؛

  • اتفاقيات الجودة؛

  • تغيير الإخطار؛

  • قطع الإنتاج المحجوزة.

المشاكل الشائعة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

مشكلة

السبب المحتمل

التحقيق الموصى به

انخفاض إنتاج الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي (RNA).

تحلل غير كامل

تحسين وقت التحلل والإنزيم والتعطيل الميكانيكي

عائد منخفض

حبات غير كافية

زيادة كمية حبة ضمن الحدود المصادق عليها

عائد منخفض

شروط الربط الضعيفة

التحقق من نسب الملح والكحول ودرجة الحموضة والعازلة

عائد منخفض

خلط ضعيف

تحسين تعليق حبة ووقت الاتصال

عائد منخفض

فقدان حبة أثناء الطموح

زيادة وقت التجميع المغناطيسي

عائد منخفض

الخرز المفرط

تقليل وقت التجفيف وتحسين خلط الشطف

نقاء منخفض

الغسيل غير الكافي

زيادة كفاءة الغسيل أو عدد الغسلات

منخفض A260/A230

ترحيل الملح أو chaotrope

تحسين الغسيل وإزالة طاف

تثبيط PCR

الإيثانول المتبقي

قم بتمديد عملية التجفيف التي يتم التحكم فيها دون الإفراط في التجفيف

تلوث البروتين

تحلل غير كامل أو الغسيل

تحسين بروتين K والغسل الأول

ترحيل حبة

مغناطيس ضعيف أو الطموح المبكر

زيادة وقت المغناطيس أو تغيير موضع الطموح

تجميع الخرزة

لزوجة عالية للعينة

تحسين التحلل أو التخفيف أو الخلط

تجميع الخرزة

مخزن مؤقت غير متوافق

مراجعة الملح ودرجة الحموضة وظروف المنظفات

ضعف سلامة الحمض النووي الريبي

تلوث ريبونوكلياز

استخدام المناولة والكواشف خالية من ريبونوكلياز

الحمض النووي الجينومي في الحمض النووي الريبي (RNA).

علاج DNase غير كاف

إضافة أو تحسين خطوة DNase

الحمض النووي الريبي في الحمض النووي

لا يوجد علاج RNase

إضافة رناسي عند الاقتضاء

شطف ضعيف

حجم شطف منخفض

زيادة حجم أو استخدام شطف متسلسل

شطف ضعيف

حضانة غير كافية

زيادة وقت الشطف أو درجة الحرارة المعتدلة

نتائج الأتمتة المتغيرة

تسوية حبة أثناء الاستغناء

تحسين وتيرة الخلط وتوقيت الاستغناء

يجب أن يقوم استكشاف الأخطاء وإصلاحها بتغيير متغير واحد في كل مرة ومقارنة النتيجة بالتحكم اليدوي الذي تم التحقق من صحته.

كيفية تقييم أداء الاستخراج

يجب تقييم حبة السيليكا المغناطيسية باستخدام سير العمل الكامل بدلاً من المواصفات المادية فقط.

أَثْمَر

قياس إجمالي الحمض النووي المسترد باستخدام:

  • الكمي على أساس مضان.

  • امتصاص الأشعة فوق البنفسجية؛

  • قبكر.

  • PCR الرقمي؛

  • فحوصات خاصة بالتطبيق.

نقاء

تشمل نسب الامتصاص الشائعة ما يلي:

  • A260/A280;

  • A260/A230.

يمكن أن تشير هذه النسب إلى وجود بروتين أو أملاح أو تلوث عضوي، لكن لا ينبغي استخدامها بمفردها.

قابلية التضخيم

اختبار شطافة في:

  • PCR.

  • RT-PCR؛

  • قبكر.

  • PCR الرقمي.

لا يضمن التركيز العالي المقاس أن العينة خالية من المثبطات.

نزاهة

اعتمادًا على الهدف، قم بتقييم:

  • هلام الكهربائي.

  • تحليل الأجزاء؛

  • الدين؛

  • رين؛

  • الرحلان الكهربائي الشعري.

  • PCR طويل المدى.

استعادة

استخدم ارتفاعًا معروفًا في الحمض النووي لحساب التعافي.

إمكانية تكرار نتائج

يقيم:

  • الدقة داخل المدى؛

  • الدقة بين التشغيل؛

  • اختلاف المشغل؛

  • اختلاف الصك.

  • تباين الكثير إلى الكثير.

الترحيل والتلوث

تحقق من:

  • ترحيل الخرزة المغناطيسية؛

  • التلوث عبر الآبار.

  • تلوث الحمض النووي.

  • تلوث الهباء الجوي.

  • الإيثانول المتبقي

  • الملح الفوضوي المتبقي.

التوافق مع المصب

قد تحتاج الأحماض النووية النقية إلى دعم:

  • PCR.

  • RT-PCR؛

  • قبكر.

  • PCR الرقمي؛

  • التسلسل؛

  • استنساخ؛

  • تقييد الهضم.

  • ربط.

  • تهجين؛

  • التنميط الجيني.

تطبيقات الأحماض النووية النقية

يمكن لاستخراج حبة السيليكا المغناطيسية أن يدعم سير العمل في:

  • التشخيص الجزيئي.

  • اختبار الأمراض المعدية.

  • علم الأورام.

  • خزعة سائلة

  • الاختبارات الجينية

  • علم الصيدلة الجيني.

  • التشخيص البيطري.

  • سلامة الأغذية؛

  • الرصد البيئي.

  • تحليل الميكروبيوم.

  • اختبار الطب الشرعي.

  • التكنولوجيا الحيوية الزراعية.

  • إعداد عينة خ ع؛

  • البحوث السريرية.

  • البحث الأكاديمي.

يجب التحقق من صحة طريقة الاستخراج للتطبيق النهائي المقصود لأن كل منصة لها متطلبات مختلفة من حيث الإنتاجية والنقاء وطول الجزء وتحمل المانع.

المعلومات التي يجب تضمينها في طلب عرض الأسعار (RFQ).

ينبغي أن يتضمن طلب عرض أسعار حبة السيليكا المغناطيسية ما يلي:

  1. التطبيق المقصود؛

  2. الهدف الحمض النووي.

  3. نوع العينة؛

  4. حجم إدخال العينة؛

  5. تركيز الحمض النووي المتوقع؛

  6. حجم الجسيمات المطلوبة؛

  7. التوزيع المفضل لحجم الجسيمات؛

  8. وقت التجميع المغناطيسي المطلوب؛

  9. تركيز الخرزة؛

  10. القدرة الملزمة المطلوبة.

  11. الاستخدام اليدوي أو الآلي؛

  12. منصة الأتمتة.

  13. قضيب مغناطيسي أو سير عمل معالج السائل؛

  14. شكل لوحة أو أنبوب.

  15. حجم الشطف المطلوب؛

  16. استعادة الاستخراج المطلوبة.

  17. تطبيق المصب.

  18. كمية العينة؛

  19. كمية الطلب التجريبي؛

  20. الطلب السنوي المقدر

  21. متطلبات التعبئة والتغليف.

  22. وثائق الجودة المطلوبة؛

  23. متطلبات العمر الافتراضي؛

  24. شروط التخزين

  25. متطلبات تصنيع المعدات الأصلية أو العلامة الخاصة؛

  26. متطلبات حجز الكمية؛

  27. متطلبات إشعار التغيير.

يجب على العملاء التجاريين أيضًا تقديم مواصفاتهم المستهدفة لما يلي:

  • أَثْمَر؛

  • نقاء؛

  • قيمة ط م.

  • إزالة المانع.

  • ترحيل الخرزة؛

  • وقت المعالجة

  • الإنتاجية؛

  • التباين من الكثير إلى الكثير.

الأسئلة المتداولة

ما هي استخدامات حبات السيليكا المغناطيسية؟

وهي تستخدم أساسا لاستخراج وتنقية الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي (RNA) من العينات البيولوجية والبيئية.

كيف تلتقط حبات السيليكا المغناطيسية الحمض النووي؟

تخلق المخازن المؤقتة الملزمة ظروفًا عالية الملح وقليلة الترطيب تسمح للحمض النووي بالامتصاص بشكل عكسي على سطح السيليكا.

هل ترتبط حبات السيليكا بالـ RNA؟

نعم. يمكن لأسطح السيليكا ربط الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) في ظل ظروف مناسبة.

هل تسلسل حبات السيليكا المغناطيسية محدد؟

لا. تربط حبات السيليكا القياسية الأحماض النووية من خلال تفاعلات سطحية تعتمد على الحالة بدلاً من التعرف على تسلسل معين.

لماذا تستخدم الأملاح الفوضى؟

إنها تساعد على تحلل العينات، وتفسد البروتينات، وتثبط إنزيمات النيوكلياز، وتغير الترطيب، وتعزز ارتباط الحمض النووي بالسيليكا.

لماذا يستخدم الإيثانول في مخازن الغسيل؟

يساعد الإيثانول في الحفاظ على ارتباط الحمض النووي بينما يتم غسل الأملاح والبروتينات والملوثات الأخرى.

ماذا يحدث إذا بقي الإيثانول في الشطافة؟

يمكن للإيثانول المتبقي أن يمنع PCR، والنسخ العكسي، والربط وغيرها من التفاعلات القائمة على الإنزيم.

لماذا لا ينبغي المبالغة في تجفيف الخرز المغناطيسي؟

الإفراط في التجفيف يمكن أن يجعل من الصعب إعادة تفريق بيليه الخرزة وتقليل شطف الحمض النووي.

ما الذي يجعل الحمض النووي ينفصل عن السيليكا؟

يعمل الماء أو العازلة قليلة الملح على إعادة ترطيب الأسطح وإضعاف التفاعلات التي تربط الحمض النووي بالسيليكا.

هل حبات السيليكا المغناطيسية الأصغر حجمًا هي الأفضل دائمًا؟

لا. قد توفر الخرزات الأصغر مساحة سطحية أكبر، ولكنها يمكن أن تنفصل بشكل أبطأ وقد تكون أكثر عرضة للترحيل.

ما هو أفضل حجم الجسيمات؟

لا يوجد حجم عالمي أفضل. يعتمد الحجم الصحيح على العينة وكيمياء الاستخلاص والفاصل المغناطيسي ومنصة التشغيل الآلي.

هل يمكن لخرزات السيليكا المغناطيسية استخراج كل من DNA و RNA؟

نعم، ولكن تنقية الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي (RNA) الانتقائية قد تتطلب مخازن مؤقتة محسنة وعلاج RNase أو DNase.

هل يمكن استخدامها لاستخراج الحمض النووي الريبي الفيروسي؟

نعم. عادة ما يتم دمج حبات السيليكا المغناطيسية في سير عمل استخراج الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي الفيروسي (DNA).

هل يمكن استخدامها في cfDNA؟

يمكن دمجها في سير عمل cfDNA، لكن الوفرة المنخفضة واسترداد الأجزاء القصيرة يتطلب نظامًا محسنًا للخرز والعازل.

هل يمكن استخدامها لتنظيف PCR؟

نعم، على الرغم من أن الخرز من نوع SPRI الكربوكسيلي يستخدم أيضًا على نطاق واسع لتنظيف PCR واختيار حجم الجزء.

هل طرق الخرز المغناطيسي مناسبة للأتمتة؟

نعم. يمكن التلاعب بالجزيئات المغناطيسية بواسطة قضبان مغناطيسية أو تثبيتها أثناء النقل الآلي للسائل، مما يجعلها مناسبة للاستخراج عالي الإنتاجية.

هل تتطلب طرق الخرز المغناطيسي الطرد المركزي؟

لا تتطلب معظم سير عمل الخرزات المغناطيسية استخدام الطرد المركزي لفصل الخرزات، على الرغم من إمكانية استخدام الطرد المركزي أثناء تحضير العينة أو توضيحها.

ما الذي يسبب انخفاض إنتاج الحمض النووي؟

تشمل الأسباب الشائعة التحلل غير الكامل، وظروف الربط غير الكافية، وعدم كفاية خلط الخرز، وفقدان الخرز، والتجفيف الزائد والشطف غير الفعال.

ما الذي يسبب ترحيل الخرزة المغناطيسية؟

تشمل الأسباب المحتملة عدم كفاية التجميع المغناطيسي، والمغناطيس الضعيف، ووضع الطموح غير الصحيح، والجسيمات الصغيرة والخلط المفرط مباشرة قبل الطموح.

كيف ينبغي تخزين حبات السيليكا المغناطيسية؟

شروط التخزين تعتمد على الصيغة. يجب تخزين العديد من معلقات الخرز المائي وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة وحمايتها من التجميد أو التلوث.

هل يمكن تخصيص حبات السيليكا المغناطيسية؟

يمكن للشركات المصنعة مثل SANYU توفير حجم جسيمات مخصص، والتركيز، وكيمياء السطح، والمخزن المؤقت والتعبئة والتغليف لتطبيقات البحث والتشخيص وتصنيع المعدات الأصلية.

خاتمة

تقوم خرزات السيليكا المغناطيسية باستخراج وتنقية الأحماض النووية من خلال تفاعل كيميائي وفيزيائي قابل للعكس بين DNA أو RNA وسطح الخرزة المطلي بالسيليكا.

تتبع العملية سبع مراحل رئيسية:

  1. تحلل العينة؛

  2. خلق شروط ملزمة.

  3. امتزاز الحمض النووي.

  4. جمع المغناطيسي.

  5. غسل الملوثات.

  6. إزالة تسيطر عليها من الكحول المتبقي.

  7. شطف قليل الملح.

تعمل الأملاح الفوضوية والأيونات والكحوليات الأخرى على تغيير البيئة المائية والكهربائية الساكنة، مما يسمح للأحماض النووية سالبة الشحنة بالاقتراب والامتصاص على سطح السيليكا. أثناء الشطف قليل الملح، تتم إعادة ترطيب الأسطح وتعود الأحماض النووية المنقاة إلى المحلول.

لا يُنشئ اللب المغناطيسي كيمياء ربط الحمض النووي. ويتمثل دورها في جعل مرحلة السيليكا الصلبة سهلة التجميع والغسل والنقل والتشغيل الآلي.

سانيو هي الشركة المصنعة الأولى الموصى بها في هذا الدليل لأنها توفر خرزات مغناطيسية فائقة مطلية بالسيليكا بأحجام جسيمات متعددة، إلى جانب التركيز المخصص وكيمياء السطح والتعبئة ودعم OEM لتطبيقات استخلاص الحمض النووي.

ومع ذلك، مواصفات حبة وحدها لا يمكن أن تضمن أداء الاستخراج.

يجب تقييم المنتج النهائي باستخدام الفعلي:

  • مصفوفة العينة؛

  • كيمياء التحلل؛

  • عازلة ملزمة.

  • نظام الغسيل

  • فاصل مغناطيسي

  • منصة الأتمتة.

  • شروط الشطف؛

  • فحص المصب.

يظل اختبار تركيبات الخرز المتعددة في ظل ظروف واقعية الطريقة الأكثر موثوقية لتطوير سير عمل استخراج الحمض النووي عالي الإنتاجية وعالي النقاء وقابل للتطوير تجاريًا.

المدونات ذات الصلة

  • كيفية اختيار حبات السيليكا المغناطيسية لاستخراج الحمض النووي والحمض النووي الريبي
    كيفية اختيار حبات السيليكا المغناطيسية: إجابة سريعةاختر حبات السيليكا المغناطيسية وفقًا لسير عمل الاستخراج الكامل - وليس وفقًا لقطر الجسيمات أو سعر الكتالوج وحده. يجب أن تتطابق الحبة الصحيحة مع: الحمض النووي المستهدف، ومصفوفة العينة، وتركيز الحمض النووي المتوقع، والمتطلبات.
  • كيف تعمل حبات السيليكا المغناطيسية لاستخراج الحمض النووي؟
    كيف تعمل حبات السيليكا المغناطيسية: إجابة سريعة تعمل حبات السيليكا المغناطيسية على استخراج الحمض النووي والحمض النووي الريبي (RNA) من خلال عملية ربط وغسل وأزالة عكسية. أولاً، يقوم حاجز التحلل بتكسير الخلايا المفتوحة أو الفيروسات أو المواد البيولوجية الأخرى ويطلق الأحماض النووية في المحلول. مادة عازلة ملزمة تحتوي على أملاح، وغالبًا ما تكون كحولية
  • أفضل 5 مصنعين للكرات المجهرية الفلورية في الصين 2026
    نظرة عامة على صناعة الأجسام الدقيقة الفلورية في الصين قامت الصين بتطوير مجموعة متنامية من الشركات المصنعة للأغلفة الدقيقة الفلورية التي تقدم خدمات التشخيص في المختبر، واختبار نقطة الرعاية، وفحوصات التدفق الجانبي، وقياس التدفق الخلوي، والتصوير الحيوي، وتتبع الخلايا، ومعايرة الأجهزة، وأبحاث علوم الحياة.
  • أفضل 10 مصنعين وموردين للكرات الدقيقة من اللاتكس الذين يخدمون الولايات المتحدة الأمريكية في عام 2026
    نظرة عامة على سوق كرات اللاتكس الدقيقة في الولايات المتحدة الأمريكية كرات اللاتكس الدقيقة عبارة عن جزيئات بوليمر موحدة منتشرة في وسط مائي. في التطبيقات التشخيصية وعلوم الحياة، يشير المصطلح عادةً إلى البوليسترين أو خرزات البوليمر الاصطناعية ذات الصلة بدلاً من اللاتكس المطاطي الطبيعي. هذه الجسيمات