在生命科學(xué)研究中,核酸(DNA和RNA)作為遺傳信息的載體,其提取質(zhì)量與效率直接影響后續(xù)的基因測序、基因表達(dá)分析、病原體檢測等一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果。構(gòu)建高效、穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)化的核酸提取體系是開展相關(guān)研究的重要前提。傳統(tǒng)的手工分液操作存在精度低、重復(fù)性差、易污染以及效率低下等問題,難以滿足大規(guī)模、高精度核酸提取的需求。博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的自動(dòng)分液系統(tǒng)的出現(xiàn),為核酸提取體系的構(gòu)建提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持,極大地推動(dòng)了生命科學(xué)研究中核酸提取技術(shù)的發(fā)展。
一、核酸提取體系構(gòu)建的關(guān)鍵要素
(一)樣本處理
樣本的類型多樣,包括血液、組織、細(xì)胞、唾液、糞便等,不同類型的樣本在核酸提取前需要進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理,如裂解、離心等。在樣本處理過程中,準(zhǔn)確的移液操作是保證樣本均勻混合、試劑充分反應(yīng)的關(guān)鍵。例如,在組織樣本的勻漿處理后,需要精確移取一定量的勻漿液進(jìn)行后續(xù)的核酸提取步驟,移液的準(zhǔn)確性直接影響核酸的得率和純度。
(二)試劑添加
核酸提取過程中需要使用多種試劑,如裂解液、蛋白酶、洗滌液、洗脫液等。每種試劑的添加量都有嚴(yán)格的要求,試劑添加的準(zhǔn)確性和一致性會(huì)影響核酸提取的效率和純度。過少的裂解液可能導(dǎo)致細(xì)胞裂解不完全,核酸釋放不充分;過多的洗滌液則可能增加核酸的損失。
(三)反應(yīng)體系控制
核酸提取反應(yīng)需要在特定的溫度、時(shí)間等條件下進(jìn)行,而反應(yīng)體系的體積精度是保證反應(yīng)條件穩(wěn)定的基礎(chǔ)。無論是磁珠法、柱提法還是其他提取方法,都需要精確控制反應(yīng)體系中各成分的比例,以確保核酸與試劑能夠充分反應(yīng),提高提取效率和純度。
二、在核酸提取體系構(gòu)建中的具體應(yīng)用
(一)磁珠法核酸提取體系構(gòu)建
磁珠法是目前廣泛應(yīng)用的核酸提取方法,其原理是利用磁珠表面的功能基團(tuán)與核酸特異性結(jié)合,通過磁場分離實(shí)現(xiàn)核酸的提取。在磁珠法核酸提取體系構(gòu)建中,博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的自動(dòng)分液系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用。
在樣本裂解階段,系統(tǒng)能夠精確移取樣本和裂解液,確保樣本充分裂解,核酸完全釋放。例如,對于血液樣本,系統(tǒng)可按照預(yù)設(shè)程序準(zhǔn)確加入適量的裂解液和蛋白酶K,保證紅細(xì)胞和白細(xì)胞的充分裂解。在磁珠結(jié)合階段,自動(dòng)分液系統(tǒng)精確添加磁珠懸浮液,使磁珠與核酸能夠在最佳比例下充分結(jié)合。洗滌階段,系統(tǒng)依次準(zhǔn)確加入不同的洗滌液,去除蛋白質(zhì)、鹽類等雜質(zhì),每一步洗滌液的添加量和移液速度都經(jīng)過精確控制,既保證洗滌效果,又減少磁珠的損失。最后,在洗脫階段,系統(tǒng)精確移取少量洗脫液,確保核酸能夠高效地從磁珠上洗脫下來,提高核酸的濃度。
(二)柱提法核酸提取體系構(gòu)建
柱提法核酸提取是利用離心柱內(nèi)的硅膠膜對核酸的吸附作用進(jìn)行核酸分離純化。博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的自動(dòng)分液系統(tǒng)在柱提法核酸提取體系構(gòu)建中同樣表現(xiàn)出色。
在樣本處理后,需要將上清液轉(zhuǎn)移至離心柱中,自動(dòng)分液系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)地移取上清液,避免吸入沉淀,減少雜質(zhì)的引入。在洗滌過程中,系統(tǒng)按照程序依次向離心柱中添加洗滌液,保證洗滌液能夠充分浸潤硅膠膜,有效去除雜質(zhì)。洗脫時(shí),系統(tǒng)精確控制洗脫液的體積和添加位置,使洗脫液能夠完全覆蓋硅膠膜,提高核酸的洗脫效率。
(三)復(fù)雜樣本核酸提取體系構(gòu)建
對于一些復(fù)雜樣本,如土壤、糞便、環(huán)境水樣等,其核酸提取難度較大,對提取體系的要求更高。博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的自動(dòng)分液系統(tǒng)能夠適應(yīng)這些復(fù)雜樣本的提取需求。
以土壤樣本為例,在核酸提取前需要進(jìn)行多次的混勻、離心等處理,自動(dòng)分液系統(tǒng)可精確移取不同的試劑(如緩沖液、抑制劑去除劑等)與土壤樣本混合,有效去除土壤中的腐殖酸等抑制物質(zhì)。在移取過程中,系統(tǒng)能夠根據(jù)土壤樣本懸液的粘度調(diào)整移液參數(shù),確保移液的準(zhǔn)確性。通過自動(dòng)分液系統(tǒng)構(gòu)建的復(fù)雜樣本核酸提取體系,能夠顯著提高核酸的得率和純度,滿足后續(xù)實(shí)驗(yàn)的要求。
三、對生命科學(xué)研究的重要意義
(一)提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量
博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的自動(dòng)分液系統(tǒng)的高精度和高重復(fù)性,保證了核酸提取體系中各成分比例的準(zhǔn)確性和一致性,減少了實(shí)驗(yàn)誤差。提取的核酸具有更高的純度和更穩(wěn)定的得率,為后續(xù)的PCR擴(kuò)增、基因測序等實(shí)驗(yàn)提供了高質(zhì)量的模板,提高了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。
(二)推動(dòng)高通量研究發(fā)展
隨著生命科學(xué)研究的深入,對高通量實(shí)驗(yàn)的需求日益增加。博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的自動(dòng)分液系統(tǒng)支持高通量樣本處理,能夠快速、準(zhǔn)確地完成大規(guī)模樣本的核酸提取,為基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)等高通量研究提供了有力的技術(shù)支撐。例如,在全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)研究中,需要對成千上萬份樣本進(jìn)行核酸提取,自動(dòng)分液系統(tǒng)的應(yīng)用大大提高了研究效率,縮短了研究周期。
(三)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化
傳統(tǒng)的手工操作難以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)化,而博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的自動(dòng)分液系統(tǒng)通過程序化的操作,使核酸提取過程中的每一個(gè)步驟都能夠嚴(yán)格按照預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,減少了人為因素的影響,實(shí)現(xiàn)了核酸提取實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)化。這對于多中心合作研究、臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)化以及實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制都具有重要意義,有助于不同實(shí)驗(yàn)室之間實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較和共享。
博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的自動(dòng)分液系統(tǒng)憑借其高精度、高重復(fù)性、高效性以及防污染等特點(diǎn),在生命科學(xué)研究核酸提取體系構(gòu)建中發(fā)揮了不可替代的作用。它不僅提高了核酸提取的質(zhì)量和效率,還推動(dòng)了核酸提取實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)化和高通量化,為生命科學(xué)研究的深入開展提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。
博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的自動(dòng)分液系統(tǒng)有望在以下方面得到進(jìn)一步發(fā)展:一是與更多先進(jìn)的檢測技術(shù)相結(jié)合,如實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)、基因芯片技術(shù)等,實(shí)現(xiàn)核酸提取與后續(xù)檢測的自動(dòng)化一體化;二是進(jìn)一步提高系統(tǒng)的智能化水平,通過人工智能算法優(yōu)化分液程序,適應(yīng)更多復(fù)雜樣本的提取需求;三是開發(fā)更小體積的分液模塊,滿足單細(xì)胞核酸提取等微量操作的需求。相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,博清生物科技(南京)有限公司研發(fā)的自動(dòng)分液系統(tǒng)將在生命科學(xué)研究中發(fā)揮更加重要的作用,為推動(dòng)生命科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。