Introducción del método de perlas magnéticas de la tecnología de extracción de ácidos nucleicos

Con la creciente popularidad de las pruebas de ácido nucleico para el nuevo coronavirus, las pruebas de ácido nucleico se han arraigado profundamente en los corazones de las personas y se han convertido en el «estándar de oro» para la detección de patógenos. Desde la nueva epidemia de la corona, se ha requerido una gran cantidad de resultados de pruebas de muestra en un corto período de tiempo, y la necesidad de pruebas de ácido nucleico rápidas y eficientes se ha vuelto cada vez más urgente. La extracción de ácidos nucleicos, como paso importante en la detección de ácidos nucleicos, también se enfrenta a requisitos de alto rendimiento y alta eficiencia.

La detección de ácidos nucleicos depende del desarrollo de la tecnología de extracción de ácidos nucleicos. En la actualidad, las principales aplicaciones clínicas de los métodos de extracción de ácidos nucleicos incluyen el método de perlas magnéticas, el método de columna giratoria, el método de ebullición y el método de liberación rápida de ácidos nucleicos. El método de extracción de ácido nucleico con método de perlas magnéticas se ha utilizado ampliamente. Realice el método de extracción automática de ácido nucleico, y el método de extracción automática de perlas magnéticas incluye principalmente extracción de varilla magnética y extracción con pipeta.

1. El principio del método de perlas magnéticas para la extracción de ácidos nucleicos

El método de perlas magnéticas de la tecnología de extracción de ácidos nucleicos es un nuevo tipo de tecnología de extracción de ácidos nucleicos que utiliza perlas magnéticas nanobiológicas como portador. Las moléculas de ácido nucleico pueden reconocer y unirse específicamente a los grupos hidroxilo de silicio en la superficie de las perlas magnéticas, y agregarse o dispersarse bajo la acción de un campo magnético externo. Elimine por completo las operaciones manuales como la centrifugación y la extracción del sobrenadante en el proceso tradicional de extracción de ácidos nucleicos, para realizar el método de extracción y purificación de ácidos nucleicos.

La mayoría de las perlas magnéticas utilizadas en la actualidad tienen una estructura de «núcleo-capa», que utiliza nanopartículas superparamagnéticas como «núcleo», y luego una capa de compuesto orgánico polimérico y una capa de base funcional se envuelven en la superficie del núcleo. Como «caparazón», tiene mejor suspensión en la solución. Se magnetiza en un campo magnético y se acumula bajo la acción de una fuerza magnética. Es muy fácil de separar de los materiales no magnéticos. No hay necesidad de operaciones centrífugas durante la operación.

2. La diferencia de extracción de ácido nucleico por método de perlas magnéticas

La extracción de ácidos nucleicos con perlas magnéticas consta de lisis, unión, lavado, elución y otros pasos. Los reactivos de extracción de ácido nucleico de perlas magnéticas producidos por diferentes fabricantes son diferentes, lo que se refleja principalmente en: (1) diferentes tamaños de perlas magnéticas; (2) Modificación de perlas magnéticas Diferentes métodos; (3) Diferentes métodos de lavado; (4) Diferentes tamaños de muestra.

Las perlas magnéticas tienen un tamaño de partícula pequeño, una gran superficie específica y una fuerte capacidad de captura de ácido nucleico. Se pueden probar en la máquina con perlas magnéticas para mejorar la sensibilidad de detección. El tamaño de partícula es diferente y existen diferentes preferencias por los fragmentos de ácido nucleico de diferentes tamaños. En términos generales, las perlas magnéticas con un tamaño de partícula más grande tienen una mayor capacidad de respuesta magnética y una mayor capacidad para capturar pequeños fragmentos de ácido nucleico. Las perlas magnéticas con un tamaño de partícula más pequeño tienen menor capacidad de respuesta magnética y una mayor capacidad para capturar ácidos nucleicos grandes. Las perlas magnéticas con diferentes tamaños de partículas tienen diferentes áreas de superficie específicas y diferentes capacidades de captura de ácido nucleico. Al mismo tiempo, las perlas magnéticas con un tamaño de partícula más grande tienen un área superficial específica más pequeña y tienen una capacidad ligeramente menor para capturar ácidos nucleicos; Las perlas magnéticas con un tamaño de partícula más pequeño tienen un área de superficie específica más grande y tienen una capacidad ligeramente más fuerte para capturar ácidos nucleicos. El paso de elución afecta directamente el rendimiento de ácido nucleico. Por supuesto, las perlas magnéticas tienen un tamaño de partícula pequeño y una fuerte transmitancia de luz, y también pueden usar perlas magnéticas en la máquina para detectar cuándo no afectan la colección de señales de detección del instrumento de PCR cuantitativa fluorescente (agregue la reacción de PCR durante la elución) Ácido nucleico la detección se lleva a cabo mezclando las perlas magnéticas y detectando el ácido nucleico. Casi no hay pérdida de ácido nucleico. Todos los ácidos nucleicos molde se detectan en la máquina, lo que puede mejorar la sensibilidad de la detección de ácidos nucleicos.

La modificación de la sonda de ácido nucleico dirigida a grupos funcionales mejora aún más la eficiencia de extracción del ácido nucleico dirigido y mejora la sensibilidad de la detección de ácido nucleico dirigido. Los grupos funcionales contenidos en la capa de base funcional de la estructura de la cubierta de la perla magnética son diferentes, y la capacidad de unión específica de la perla magnética y el ácido nucleico es diferente. Los grupos funcionales modificados comúnmente usados ​​son amino (-NH2), carboxilo (-COOH) e hidroxilo (-OH).

Debido a que los grupos funcionales son diferentes, los tampones de unión utilizados también son diferentes. El grupo hidroxilo es negativo y alcalino, y puede existir de forma estable en soluciones alcalinas, mientras que el grupo carboxilo es ácido y puede existir de forma estable en soluciones ácidas. El método de modificación de la sonda de ácido nucleico dirigida al grupo funcional puede mejorar la capacidad de unión específica de la secuencia de ácido nucleico dirigida y mejorar aún más la eficacia de la extracción de ácido nucleico.

Cuantos menos tiempos de lavado, menor pérdida de ácido nucleico y mayor rendimiento de ácido nucleico. En términos generales, cuantos más tiempos de lavado, mayor es la posibilidad de pérdida de ácido nucleico y menor puede ser el rendimiento de ácido nucleico. Cuantos más pasos afecten a la estabilidad de la extracción automatizada de ácidos nucleicos, más difícil será lograr la automatización.

Aumente el tamaño de la muestra y mejore la sensibilidad de la detección de ácidos nucleicos. El aumento del tamaño de la muestra también es la práctica habitual de algunos fabricantes. Por ejemplo, los kits de detección cuantitativa de ácidos nucleicos del virus de la hepatitis B de Roche Diagnostics y Abbott Diagnostics pueden lograr el propósito de la detección de alta sensibilidad aumentando el tamaño de la muestra y la concentración de ácido nucleico, y su sensibilidad puede llegar a 10 UI / ml.

En resumen, el método de la tecnología de extracción de ácidos nucleicos con perlas magnéticas es actualmente la tecnología de extracción de ácidos nucleicos clínicamente automatizada más utilizada en el mercado, y juega un papel principal en la prevención y el control de la nueva epidemia de coronavirus. Los reactivos de extracción de ácido nucleico del método de perlas magnéticas producidos por diferentes fabricantes tienen diferentes métodos de lisis de ácidos nucleicos, capacidad de unión de perlas magnéticas, métodos de lavado y métodos de elución. Solo la eficacia de la lisis del ácido nucleico es lo suficientemente alta, la capacidad de unión específica de la perla magnética es lo suficientemente fuerte y el número de lavados es suficiente. Solo una pequeña cantidad y una eficacia de elución suficientemente alta (o la elución del ácido nucleico de la muestra original) pueden garantizar una mayor eficacia de extracción de ácidos nucleicos, y se puede garantizar que una detección de ácidos nucleicos de alta sensibilidad o hipersensibilidad sea mejor. La estabilidad de la extracción automatizada de ácidos nucleicos.