全自动磁珠提取纯化技术――Thermo Scientific kingfisher技术简介

2010-07-26 00:00 · Adam

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,

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。

关于赛默飞世尔:赛默飞世尔科技是全球科学服务领域的领导者(纽约证交所代码:TMO),致力于帮助客户使世界更健康,更清洁,更安全。公司年销售额100亿美元,拥有员工约35,000人,在全球范围内服务超过350,000家客户。主要客户类型包括:医药和生物公司,医院和临床诊断实验室,大学、科研院所和政府机构, 以及环境与工业过程控制装备制造商等。公司借助于Thermo Scientific和Fisher Scientific这两个主要的品牌,帮助客户解决在分析化学领域从常规的测试到复杂的研发项目中所遇到的各种挑战。Thermo Scientific能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室综合解决方案。Fisher Scientific为卫生保健,科学研究,以及安全和教育领域的客户提供一系列的实验室装备、化学药品以及其他用品和服务。Thermo Fisher Scientific将努力为客户提供最为便捷的采购方案,为科研的飞速发展不断地改进工艺技术,提升客户价值,帮助股东提高收益,为员工创造良好的发展空间。

来源:赛默飞世尔科技(中国)有限公司

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