技术原理:
KingFisher系列产品是适于分离DNA/RNA、蛋白和细胞的全自动提取纯化系统,专为解决客户现在和未来的所有纯化问题而设计。创新的产品基于专利的KingFisher技术(专利号US 6447729, US 6448092),通过特制的磁棒吸附、转移和释放磁珠,从而实现磁珠/样品的转移,避免了液体处理过程,提高了自动化程度。KingFisher技术的工作原理如下图所示,样品、溶液和磁珠置于微孔板或管中,磁棒表面套有专门的磁套用于保护磁棒避免与样品/溶液/磁珠直接接触。
kingfisher技术原理图
磁珠的分类:
KingFisher技术所采用的磁珠粒径在0.5-10μm之间,其内核是铁氧体(Ferrite-based),表面覆盖高分子惰性材料,如苯乙烯、琼脂糖等。与经典的层析介质相比,磁珠的粒径比常规的介质粒径(40μm)小,因而具有更大的比表面积,而某些具有超顺磁性(Superparamagnetic)的磁珠具有更好的悬浮性能和分散性。
根据不同的表面处理与标记,可将磁珠分成各种不同的应用类型:
TiO2磷酸化多肽富集磁珠
磁珠表面覆盖有一层TiO2材料,可以选择性的与磷酸化的氨基酸残基:丝氨酸(Ser)、酪氨酸(Tyr)、苏氨酸(Thr)结合,而与酸性的氨基酸残基的非特异性结合最小。与传统的IMAC技术相比,其灵敏度提高了1000倍,富集后磷酸化蛋白的质谱检出限达100 fmol。
谷胱甘肽(GSH)磁珠
该磁珠表面包被有琼脂糖,并偶联有谷胱甘肽,可以特异性的与谷胱甘肽-S-转移酶(GST)结合,因而可用于纯化带有GST标签的重组蛋白。TALON"磁珠。TALON磁珠的原理是基于采用Co离子的固定化金属离子亲和技术(IMAC),可用于纯化带有组氨酸标签(6xHis)的重组蛋白。
Protein A和Protein G磁珠
带有Protein A或Protein G基团的磁珠,可广泛应用于IgG的纯化、免疫沉淀(IP)和免疫共沉淀(Co-IP)等。
硅质膜磁珠
这是一类最早出现的产品,广泛应用于DNA、RNA的纯化。其原理类似于使用硅质膜的离心柱,磁珠在高盐条件下与核酸结合,而在低盐环境下被洗脱,可用于全血、组织、细菌、病毒、植物等的核酸纯化。
反相RPC磁珠
类似于反向层析的原理,可用于多肽的分离纯化。Jimenez等使用KingFisher96和Dynabead® RPC 18磁珠仅需20min就可以平行处理96个样品,用于与疾病相关的血清中肽段表达谱的研究。
ChargeSwitch®磁珠
ChargeSwitch磁珠的原理类似于离子交换技术,磁珠在pH & 6.5的缓冲液中带正电,可与带负电的核酸结合;在pH< 8.5的缓冲液中磁珠带负电,使得之前吸附的核酸从磁珠上释放。ChargeSwitch磁珠可在KingFisher平台上完美使用。
技术应用:
基因组学
KingFisher磁珠提取纯化平台,非常适合于基因组学的研究。无论提取样本的来源是微生物、动物、植物或是病毒,KingFisher都可以快速的纯化出足够数量的DNA或RNA。高质量的结果可以满足下游应用(如荧光定量PCR)的需要。
畜牧兽医、CDC的应用
使用专门的KingFisher试剂盒,可高效、高灵敏度地提取禽流感病毒(Avian influenza virus)、新城疫病毒(Newcastledisease virus)、牛病毒性腹泻病毒(Bovine viral diarrheavirus)、立克次体(Coxiella burnetii)等。KingFisher结合Ambion的MagMAX-96 AI/ND病毒RNA提取试剂盒,应用于禽流感病毒的检测,是获得美国农业部(USDA)认可的高通量方法。提取得到的RNA可以通过ABI公司的Infleuenza A/H5 Kit检测是否含有禽流感病毒,并进一步确认是否是备受关注的H5亚型。
食品安全领域的应用
经过特殊处理的Dynal免疫磁珠可以快速的从食品样品、环境中富集致病菌,如沙门氏菌(Salmonella)、李斯特菌(Listeria)、军团菌(Legionella)、大肠杆菌O157(E. coli O157)、贾地鞭毛虫(Giardia cysts)和隐孢子虫 (Cryptosporidium oocysts)等。采用磁珠纯化技术可以有效的富集样品中的微生物,减少背景干扰从而提高实验的重复性和准确性,该方法已获美国环保署(EPA)和美国官方分析化学师协会(AOAC)的认可。
食品中O157,沙门氏菌,单增李斯特菌免疫磁珠检测流程(数据来源于上海浦东疾控)
临床样品的分子诊断
KingFisher可快速高通量的处理临床样品,提纯的核酸可用于后续的分子诊断,如使用氟尿嘧啶(Fluorouracil, 5-FU)治疗癌症患者前需检测人DPYP基因突变。KingFisher提供了一种高效、高灵敏度的从患者全血中纯化核酸的方案,为DPYP基因的筛查设定了标准。KingFisher同样适合于福尔马林固定石蜡包埋(Formalin-Fixed and Parrffin-Embedded, FFPE)的组织样品。
法医学的应用
对于法医工作而言,核酸提取的效率和稳定性都是十分重要的。KingFisher与专门的法医样品核酸提取磁珠试剂配合使用,可从不同来源的材料中纯化高质量的DNA,包括干血、毛发、烟嘴等,最大处理量可达96个样品/每次。
分离特定的细胞
通过标记特殊抗体的磁珠,KingFisher可以用于分离特定的细胞,如CD34、CD3、CD4等。
快速纯化蛋白
即使是脆弱的蛋白复合体KingFisher可用于纯化各种蛋白,从重组蛋白到治疗用抗体,可以使用各种宿主细胞,如动物细胞、昆虫细胞、酵母、细菌或转基因动物/植物等,常规地纯化抗体/抗原、药物和疫苗。特别的,KingFisher技术是最温和的纯化方法,即使常规柱纯化技术难以得到的复杂而精巧的蛋白复合体,也可以通过KingFisher磁珠提取分离技术完整的纯化得到。
血清中肽段表达谱研究与生物标志物筛选
基于磁珠的色谱分离技术,可以让你以一种简单、有效和可重复的方式每天处理上百的样品。采用基于疏水相互作用的反相RPC磁珠(Reverse Phase Chromatography)可以从血清样品中结合多肽片段,经乙氰洗脱,即可获得高质量的肽段表达谱。通过比较不同条件下肽段表达图谱的差异,寻找潜在的可能血清生物标志物(Biomarker)。
加速噬菌体展示文库的淘洗进程
与传统基于固相微孔板的技术相比,KingFisher技术的优势在于:提供了悬浮式的磁珠,巨大的比表面积可以进行更有效的淘洗(Panning);转移样品而非液体的方法,使得清洗过程变得非常的简单。全自动的方法易于提升通量,从而显著提高噬菌体展示技术的效率。
更多信息请查询赛默飞世尔官方网站: www.thermofisher.com
或中文网站:www.thermo.com.cn;
www.fishersci.com.cn。
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