漫談磁珠法核酸提取

人類對核酸物質的了解始于1869年，這一年Friederich Miescher從白細胞的細胞核中分離出一種他稱之為“核素”的化學物質，這是人類歷史上第一次有目的地提取細胞內的核物質，然而當時采用的方法十分簡單，僅僅是通過改變溶液的酸堿度，核酸便從酸性溶液中沉淀出來。這也是最早對核酸性質的描述，即是一種溶于堿性溶液，但不溶于酸性溶液的物質。

1953年，Watson和Crick闡明了DNA的結構，從此開啟了分子生物學的元年。此后不久，出現了分離核酸的標準實驗室程序。1958年，發現DNA半保留復制原理的Meselson和Stahl開創性地應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至形成密度梯度。核酸在這個梯度上遷移，直到達到中性浮力，即等密度點。該方法具有以低成本提供非常純的高產DNA的優點。

其它的液相純化方法還包括經典的苯酚-氯仿法、CTAB法等。

但直到二十世紀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的基因組DNA提取方法。它類似經典的酚/氯仿提取法，即用酚化的二氧化硅酚代替酚，這是最早出現的固相吸附提取方法。相比起液相抽提，固相吸附法的優勢很明顯，因此傳統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的新方法所取代。目前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次快速離心、真空抽濾等步驟來實現分離，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，嚴重限制了在臨床基因診斷領域的應用。

理想的核酸提取方法應該滿足以下4個條件：

1）靈敏、快速、簡單、重復性好；

2）產物純度較高，不影響后續步驟

3）環保、無毒害

4）無交叉污染風險

為了適應現代分子生物學檢測實驗高通量、高靈敏度、自動化操作的需要，磁珠法應運而生。第一個利用磁珠法提取DNA的并且在美國成功申請ZL的商品化試劑出現在1998年。磁珠法先通過裂解細胞，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、多糖等雜質則留在溶液中；在外加磁場的作用下，磁性顆粒與液體分開，棄除液體后，再經洗脫即得到純化的核酸分子。

磁珠法利用了磁性顆粒活性基團在一定條件下可與核酸結合和解離的原理，盡可能地避免了提取過程中核酸的丟失，還能很好地去除標本中存在的干擾物質（如血紅蛋白、膽紅素及脂血等因素）影響，獲得質量較高的核酸模板。隨著磁珠法提取技術的發展，DNA提取才真正開始實現標準化、快速化和自動化。

而基于磁珠法提取的商業試劑盒也得到廣泛應用。這種試劑盒不需要任何有機溶劑，無需重復離心，目前可以從全血、血清、血漿、唾液、尿液、糞便、腦脊液、組織和細胞中提取高質量的DNA和RNA，且耗時更短、回收率更高。最顯著的優勢是可以通過機械設備實現提取過程自動化和無人源干擾。

近年來分子診斷技術快速發展，隨著基因測序等技術的成熟，成本進一步降低，在臨床上的應用也越來越普遍。分子診斷檢測的樣本類型多達數十種，而處理后產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、生物質譜等各類分子生物學技術平臺。然而，無論是哪一類檢測項目，準確的檢驗結果無疑依賴于高質量的標本及標本前處理過程。因此臨床分子診斷自動化趨勢將逐步在國內臨床實驗室成為主導，而自動化首先將在目前手工操作較普及且對結果影響最大的核酸提取上實現。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前處理的完美組合。

① 能夠實現自動化、高通量操作；

② 操作簡單、快速。整個提取流程只有裂解－洗滌－洗脫三個步驟，無需專業培訓技術人員，且大多可以在60min內完成；

③ 安全環保。整個提取過程無需用到苯酚、氯仿等有機試劑，安全無毒，綠色環保，對操作人員的傷害降低到最少；

④ 高純度，高得率；

⑤ 采用智能化操作系統，嚴格控制批內污染；采用一次性塑料提取套管，避免批次間污染；同時保證實驗結果的穩定性和可重復性，避免人工操作引起的差異及錯誤；

⑥ 可以同時處理不同類型的樣本。

最近，小編了解到國內出現了一款9分鐘核酸提取解決方案。要知道，大多數的核酸提取需洗滌2-3次，全通量的提取過程一般不會少于30分鐘。如此快速的提取，究竟隱藏著什么奧妙呢？小編帶著疑問，走進了這家總部位于重慶的創新型IVD企業，讓我們一起去一探究竟。

中元生物提供安全、高效、快速的一站式分子診斷前處理方案。病原體核酸提取試劑盒采用ZL磁珠，僅需一步洗滌，可快速從血清、血漿、尿液、唾液、組織液、咽拭子、痰液等液體臨床標本中有效提取病原體DNA/RNA。

核酸提取試劑盒兼容手工、半自動和全自動提取方案。配套半自動核酸提取儀，可實現9分鐘完成提取。

配套建立在頂級移液平臺上的全自動核酸提取儀EXM9600，則能實現加樣、提取以及PCR體系構建全流程無人值守，高通量、高性能的配置為后續的核酸診斷提供可靠保障。