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磁珠知識知多少?如何選擇?看這里

來源:翌圣生物科技(上海)股份有限公司   2022年03月26日 18:35  
磁珠知識知多少?如何選擇?看這里


磁珠是高通量測序過程中的產品之一,但實際應用中我們發現并不是所有人都了解磁珠工作的原理,今天我們以建庫過程中最為常見的純化磁珠為例,為大家介紹DNA純化磁珠的工作原理。
 

什么是磁珠?


磁珠是一種粒徑為納米或微米大小、具有超順磁性的顆粒。所謂超順磁性簡單說就是在有外磁場時會呈現出弱磁性,撤去磁場后沒有剩磁。磁珠通常由基質、磁性物質(四氧化三鐵)、有官能團修飾的高分子材料組成。不同功能磁珠,其基質和表面修飾官能團不同。常用的基質有聚苯乙烯,具有很好的均一性和分散性,因此可操作性強,可以讓磁珠像液體一樣被處理,同時與目標分子接觸面積大,因此DNA吸附和洗脫效率高。磁珠外表修飾有不同的官能團,高通量測序中常見修飾官能團有羥基、羧基、Oligo(dT)及鏈霉親和素等,以適用于不同的類型的文庫構建或生物學應用,而DNA純化磁珠其表面修飾官能團就是羧基。
 
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圖1.羧基磁珠結構圖
 

磁珠工作的原理是什么?


磁珠純化核酸的原理一般是固相可逆固定技術(SPRI:Solid Phase Reversible Immobilization),在一定條件下核酸被選擇性地固定在磁珠上,而污染物則留在溶液中,外加磁場后將吸附了目標分子的磁珠與溶液分離,然后清洗磁珠進一步去除污染物,之后在一定條件下將核酸從磁珠上洗脫下來,不同官能團修飾的磁珠,結合與洗脫方式不同。其中外表面修飾有羧基官能團的磁珠,在包含有PEG、高鹽離子等純化緩沖體系中,通過形成DNA-鹽離子-羧基的離子橋而吸附DNA,這種結合是可逆的,在無PEG和鹽離子的TE Buffer中離子橋被解除,最終達到純化DNA的目的。
 
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圖2.DNA純化磁珠原理示意圖
 

為什么要進行片段分選?

    分選原理是什么?


NGS測序由于技術的限制,測序讀長較短插入片段長度一般為150~250bp,為了保證測序通量和滿足后期分析需求,因此需要篩選合適大小的DNA片段。由于不同的磁珠投入量和純化Buffer吸附片段大小不同,因此進一步也開發了DNA分選磁珠,擁有更穩定的片段篩選性能。磁珠會優先吸附大片段DNA,這是因為在一定濃度的PEG和鹽離子體系中,片段更長的DNA會因失水暴露更多的磷酸基團,然后在鹽離子如鈉離子的作用下,優先與磁珠結合,而更小的DNA片段則不結合。片段篩選采用兩輪吸附的方式,第一輪用磁珠吸附目的片段以上的大片段,保留上清;第二輪磁珠在上清中吸附目的片段,棄上清去掉小片段;最后將目的片段從磁珠上洗脫,以更精準的分選目的大小的DNA。
 
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圖3.磁珠分選DNA片段原理
 

高效純化,精準分選

  磁珠挑選看這幾點


降低成本、提升通量是目前NGS的重要目標之一,而磁珠應用廣泛、需求量大,早期依賴于進口試劑,進年來隨著國內技術的崛起,各類國產化磁珠為低成本、高質量文庫提供了更多選擇。

除了前面說到的磁珠基質類型、磁性、修飾官能團種類、PEG及NaCl等這些基本要素外;比如基質厚度、孔容、孔徑、比表面積等,再者官能團密度、臂長,所攜帶的表面電荷、斥力及氫鍵數量等,這些都會影響到磁珠的結合能力;另外就是磁珠殘留,這除了和磁性有關以外,也和Buffer中的潤滑劑如Tween-20的使用有關。

另外最重要的就是純化得率和分選精確度了,回收效率高,分選精準的產品必然更受客戶青睞。
 

翌圣明星產品推薦

  之選


Hieff NGS®DNA Selection Beads磁珠作為翌圣明星產品,高性能、高產能,適用各類應用,一款磁珠可以同時適用于核酸的純化和分選,無縫替代BeckMan AMPure XP beads(*建議僅用于純化)。產品自2018年上市以來,獲得了業界良好口碑,客戶超500家且保持長期合作,廣泛分布于各大院校與行業企業,包括各大醫檢所、科研服務企業及高等院校等,絕對是之選。
   
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 圖4.不同品牌DNA磁珠回收效率

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圖5.不同物種文庫分選結果


訂購信息

產品名稱

貨號

規格

用途及應用場景

Hieff NGS® DNA Selection Beads

12601ES03

1 mL

DNA分選

12601ES08

5 mL

NGS DNA文庫構建

12601ES56

60 mL

文庫大小篩選

12601ES75

450 mL

DNA純化




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