人類對核酸物質(zhì)的了解始于1869年，這一年Friederich Miescher從白細(xì)胞的細(xì)胞核中分離出一種他稱之為“核素”的化學(xué)物質(zhì)，這是人類歷史上次有目的地提取細(xì)胞內(nèi)的核物質(zhì)，然而當(dāng)時采用的方法十分簡單，僅僅是通過改變?nèi)芤旱乃釅A度，核酸便從酸性溶液中沉淀出來。這也是早對核酸性質(zhì)的描述，即是一種溶于堿性溶液，但不溶于酸性溶液的物質(zhì)。1953年，Watson和Crick闡明了DNA的結(jié)構(gòu)，從此開啟了分子生物學(xué)的元年。此后不久，出現(xiàn)了分離核酸的標(biāo)準(zhǔn)實驗室程序。1958年，發(fā)現(xiàn)DNA半保留復(fù)制原理的Meselson和Stahl開創(chuàng)性地應(yīng)用密度梯度離心法獲得DNA。這種方法利用離心力場中各組分的浮力密度差不同的原理進行DNA純化。由于銫離子（Cs）相對于水的密度更大，施加到CsCl溶液的超高離心力導(dǎo)至形成密度梯度。核酸在這個梯度上遷移，直到達(dá)到中性浮力，即等密度點。該方法具有以低成本提供非常純的高產(chǎn)DNA的優(yōu)點。其它的液相純化方法還包括經(jīng)典的苯酚-氯仿法、CTAB法等。但直到二十世紀(jì)90年代，DNA提取仍然是耗時、繁瑣、低效率的操作。1989年，McCormick建立了一種用酚化的二氧化硅吸附去除蛋白質(zhì)的基因組DNA提取方法。它類似經(jīng)典的酚/氯仿提取法，即用酚化的二氧化硅酚代替酚，這是早出現(xiàn)的固相吸附提取方法。相比起液相抽提，固相吸附法的優(yōu)勢很明顯，因此傳統(tǒng)的液相分離提取核酸方法逐漸被以固相吸附支持物為基礎(chǔ)的新方法所取代。目常見固相材料有硅膠、玻璃顆粒、硅藻土、陰離子交換載體等。但固相法通常需采取數(shù)次快速離心、真空抽濾等步驟來實現(xiàn)分離，而且對于樣本需求量大，耗費樣品較多，不便于高通量、自動化操作，嚴(yán)重限制了在臨床基因診斷域的應(yīng)用。理想的核酸提取方法應(yīng)該滿足以下4個條件：1）靈敏、快速、簡單、重復(fù)性好；2）產(chǎn)物純度較高，不影響后續(xù)步驟3）環(huán)保、無毒害4）無交叉污染風(fēng)險磁珠法提取
為了適應(yīng)現(xiàn)代分子生物學(xué)檢測實驗高通量、高靈敏度、自動化操作的需要，磁珠法應(yīng)運而生。個利用磁珠法提取DNA的并且在美國成功申請利的商品化試劑出現(xiàn)在1998年。磁珠法先通過裂解細(xì)胞，將游離出來的核酸分子特異地吸附到磁性顆粒表面，而蛋白質(zhì)、多糖等雜質(zhì)則留在溶液中；在外加磁場的作用下，磁性顆粒與液體分開，棄除液體后，再經(jīng)洗脫即得到純化的核酸分子。磁珠法利用了磁性顆�；钚曰鶊F在一定條件下可與核酸結(jié)合和解離的原理，盡可能地避免了提取過程中核酸的丟失，還能很好地去除標(biāo)本中存在的干擾物質(zhì)（如血紅蛋白、膽紅素及脂血等因素）影響，獲得質(zhì)量較高的核酸模板。隨著磁珠法提取技術(shù)的發(fā)展，DNA提取才真正開始實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、快速化和自動化。而基于磁珠法提取的商業(yè)試劑盒也得到廣泛應(yīng)用。這種試劑盒不需要任何有機溶劑，無需重復(fù)離心，目可以從全血、血清、血漿、唾液、尿液、糞便、腦脊液、組織和細(xì)胞中提取高質(zhì)量的DNA和RNA，且耗時更短、回收率更高。顯著的優(yōu)勢是可以通過機械設(shè)備實現(xiàn)提取過程自動化和無人源干擾。近年來分子診斷技術(shù)快速發(fā)展，隨著基因測序等技術(shù)的成熟，成本進一步降低，在臨床上的應(yīng)用也越來越普遍。分子診斷檢測的樣本類型多達(dá)數(shù)十種，而處理后產(chǎn)物適用的檢測項目也涵蓋了熒光定量PCR、基因測序、基因芯片、生物質(zhì)譜等各類分子生物學(xué)技術(shù)平臺。然而，無論是哪一類檢測項目，準(zhǔn)確的檢驗結(jié)果無疑依賴于高質(zhì)量的標(biāo)本及標(biāo)本處理過程。因此臨床分子診斷自動化趨勢將逐步在國內(nèi)臨床實驗室成為主導(dǎo)，而自動化先將在目手工操作較普及且對結(jié)果影響大的核酸提取上實現(xiàn)。磁珠法提取試劑加自動核酸提取儀，就成為解決臨床分子診斷樣品處理的完美組合。然而，使用生物磁珠提取核酸的過程中，也存在著一些誤區(qū)。誤區(qū)1：磁珠越多，提取效果越好有很多老師喜歡在提取效果不佳的時候，增加磁珠的用量，認(rèn)為磁珠多加一點，就能吸上更多的核酸，不得不說這種想法是不可取的。磁珠的主要特點是既可以分散于液體中，也可以在外加磁場作用下以固態(tài)方式和液相分離，任何試劑體系，磁珠和液體的比例都應(yīng)該是有一定閾值的，超過一定的比例，過多的磁珠將因為無法均勻分散于液體中，而喪失其分散的特性，也使得洗滌過程中無法充分增加核酸磁珠和液體接觸的效率。而過量的磁珠也會吸附更多的雜質(zhì)，對于除雜的效果影響非常大。甚至有些時候，過多的磁珠會吸附蛋白酶、溶菌酶等在液體體系中起主要作用的功能成分，導(dǎo)至整個試劑盒效率低下。有很多時候，在提取效果不佳的時候，減少磁珠使用量，反而是提升提取效果的優(yōu)途徑。通常情況下，磁珠法試劑盒給出的參考磁珠用量都是略微過量的，因此需要增加磁珠用量改善吸附效率的情況并不多，但如果確定是磁珠用量不足導(dǎo)至的提取效果不好，是可以在一定范圍內(nèi)通過增加磁珠用量來改善提取效果的。誤區(qū)2：試劑使用的越多，提取效果越好裂解效果不好?多加點裂解液。洗滌效果不好?多加點洗滌液。這是很多客戶在使用試劑盒中的慣性思維。但是對于磁珠法而言，每增加一部分液體體積，就減少了更多的磁珠碰撞幾率，而降低磁珠碰撞幾率，會導(dǎo)至吸附率的大幅度下降。所以很多時候，雖然增加裂解液和洗滌液確實能夠起到增強裂解和增強洗滌的作用，但磁珠法提取的核心是磁珠吸附核酸的效率，無法保證磁珠碰撞效率是不能保證核酸提取效率的，所以單純增加試劑使用量改善提取效果并不一定完全有效。誤區(qū)3:洗滌次數(shù)越多，提取效果越好提取得到的核酸雜質(zhì)過多時，使用者會考慮多進行幾次洗滌，以得到更為純凈的核酸。增加洗滌次數(shù)確實有利于提純核酸，但考慮到每次洗滌都會損失一定量的核酸，且增加了核酸斷裂水解的可能性，所以一般來說洗滌次數(shù)控制在2~4次為宜。誤區(qū)4:樣本取用的越多，提取效果越好在樣本不夠新鮮或者核酸含量本身就很少的情況下，往往核酸提取效果不好，很多老師就會采用多取樣本的方式增加核酸提取量。但簡單地增加樣本取樣量，有時會引入過多的雜質(zhì)，超出裂解液裂解能力，也會使提取效率降低，所以并不推薦通過簡單的增加樣本取樣量的方式來達(dá)到增加提取量的目的。如果確實是由于樣本量不足而引起的提取量過低，建議在處理先經(jīng)過富集或者濃縮步驟再開始提取。或者增加裂解的完全性，使更多的核酸暴露出來也是一種解決方法。誤區(qū)5:某一種磁珠好，就應(yīng)該在所有試驗中效果都好磁珠的種類是多種多樣的，粒徑大小不同，分散性不同，磁響應(yīng)時間不同，包被基礎(chǔ)基質(zhì)不同，外層修飾官能團不同，包被密度不同，官能團臂長不同，會導(dǎo)至磁珠特性千差萬別。所以不同磁珠所適應(yīng)的實驗和體系也是不同的。就像同樣是核酸提取的試劑，配方也并不完全相同，同樣應(yīng)用于核酸提取的磁珠，性質(zhì)也并非完全一致。有的磁珠在常量核酸提取中表現(xiàn)出了更高的吸附效率，有的磁珠更適用于微量核酸提取。有的磁珠適合偏酸性系列的試劑體系，有的磁珠適合偏堿性系列的試劑體系。有的磁珠磁響應(yīng)性好但是沉降速度快，更適合磁棒式自動提取儀;有的磁珠沉降速度慢但是磁響應(yīng)時間長，更適合移液式自動提取儀。很少有一種磁珠能適用于所有實驗的情況，除了固定的試劑盒配合，多數(shù)情況下，磁珠和試劑體系都要做一定時間的配合調(diào)整。誤區(qū)6：和某種試劑盒對比效果不好，就是磁珠不好很多客戶在篩選磁珠過程中都是在已經(jīng)成熟試劑體系下，簡單地等量替換磁珠，用于比較磁珠效果。這樣就會很容易得出某種磁珠效果不好的結(jié)論，但實際上，由于不同磁珠適合的體系和用量是不同的，往往需要調(diào)整過后才能獲得更好的提取效果。原創(chuàng)作者：上海遠(yuǎn)慕生物科技有限公司
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