спин колонки что это
#13 Очистка нуклеиновых кислот: многообразие методов и подходов
Одной из базовых методик практически в любом эксперименте является выделение нуклеиновых кислот. Причем, зачастую, от качества выделенной нуклеиновой кислоты зависит успех всего дальнейшего эксперимента, поэтому к подбору реагентов для экстракции НК стоит подходить ответственно. Мы решили рассмотреть различные технологии выделения НК, их особенности, преимущества и недостатки, чтобы вы смогли подобрать идеальное решение для ваших индивидуальных задач.
Методы выделения НК, применяемые в современных коммерческих наборах
Впервые нуклеиновые кислоты были выделены швейцарским физиологом Фридрихом Мишером в 1869 году. Он изучал химический состав животных клеток и заметил, что из ядер лейкоцитов можно выделить некое неизвестное ранее вещество – «нуклеин». Позже, благодаря кислотным свойствам этого вещества, его стали называть «нуклеиновая кислота». Технология выделения НК Фридриха Мишера была очень трудоемкой, она включала много сложных этапов и занимала несколько дней.
Рис.1 Схема протокола выделения НК фенол-хлороформным методом.
В данной методике образец лизируют, а затем лизат смешивают с фенолом, хлороформом и изоамиловым спиртом. После центрифугирования эта смесь разделяется на две фазы, причем в нижней органической фазе остаются все жиры и липиды, в интерфазе – белки, а в верхней водной фазе – нуклеиновые кислоты (Рис.1). Для повышения чистоты экстракта эти действия повторяют несколько раз и таким образом получают выделенные и очищенные НК.
Метод фенол-хлороформной экстракции широко распространен благодаря своей дешевизне, но он всё же уступает другим технологиям по качеству и выходу НК, а также требует сложных и длительных манипуляций, которые могут привести к контаминации и потере образца, а сам процесс трудно автоматизировать.
В 1979 году американские учёные продемонстрировали, что при определённых условиях НК способны связываться с силикатами, что позволяет отделить все остальные компоненты клетки от частиц силики, со связанными НК. Их открытие легло в основу двух технологий: выделения НК на спин-колонках и на магнитных частицах.
Спин-колонки сконструированы таким образом, что при нанесении лизированного образца на колонку и последующем центрифугировании НК остаются на кремниевой мембране колонки, а все остальные компоненты образца проходят сквозь неё (Рис.2). Затем НК можно промыть и элюировать в пробирку для сбора образца.
Рис.2 Схема протокола выделения НК на спин-колонках.
Рис.3 Схема протокола выделения НК на магнитных частицах.
К лизированному образцу добавляют такие магнитные частицы и перемешивают для связывания НК с ними. После этого пробирку ставят в магнитный штатив или подносят к магниту, фиксируя таким образом твердую фазу. После отбора супернатанта нуклеиновые кислоты на частицах промывают и элюируют (Рис.3).
Этот метод так же хорош, как и выделение на спин-колонках, но для экстракции на магнитных частицах не нужно сложное оборудование (например, центрифуга), а сам процесс легко автоматизировать, и многие автоматические станции выделения основаны именно на этой технологии.
Вы можете найти наборы для выделения НК от SkyGen у следующих брендов:
 |  |  |  |
| Наборы основаны на технологии выделения НК на спин-колонках | Наборы основаны на технологии выделения НК на спин-колонках и магнитных частицах, а также на технологии SmartExtraction | Наборы основаны на технологии выделения НК на спин-колонках и магнитных частицах | Наборы основаны на технологии ферментативной температурно-зависимой экстракции |
 | | | |
Наборы для выделения НК от компании New England Biolabs
Американская компания New England Biolabs представляет линейку наборов Monarch® для выделения и очистки нуклеиновых кислот:
 | T3010 L/S |
Набор Monarch® для выделения геномной ДНК
(150/50 реакций)
Набор Monarch® для очистки ДНК-продуктов ПЦР и ферментативных реакций
(250/50 реакций)
Набор Monarch® для выделения ДНК из агарозного геля
(250/50 реакций)
Набор Monarch® для выделения плазмидной ДНК, 20 мкг
(150/50 реакций)
Набор Monarch® для очистки РНК-продуктов ферментативных реакций
(100/10 реакций)
Все наборы основаны на технологии выделения НК на спин-колонках и позволяют получить экстракт очень высокого качества.
Основываясь на собственном опыте и отзывах наших клиентов, мы рекомендуем использовать набор Monarch® (Т3010 L/S) для выделения геномной ДНК для дальнейшего секвенирования на платформах Oxford Nanopore Technology (MinION, GridION, PromethION).
Вы можете узнать подробнее об особенностях и преимуществах этого набора в нашем обзоре.
Продукция для выделения НК от компании Analytik Jena
Все наборы для выделения НК от немецкой компании Analytik Jena основаны на технологии двойной химии (Dual Chemistry Technology, DC-Technology), которая была разработана и запатентована в 2005 году. Она основана на использовании буферов с содержанием хаотропных и нехаотропных солей с низкой ионной силой в определенной комбинации. Это позволяет НК прочнее связываться с твердой фазой, а также сокращать время выделения благодаря более эффективному лизису.
В данных линейках представлены наборы для выделения НК из следующих типов биологических образцов:
Для использования наборов innuPREP и blackPREP потребуется следующее оборудование:
innuSPEED – линейка наборов для выделения НК на спин-колонках из сложнолизируемых образцов. Данная панель адаптирована под этап механического лизиса на гомогенизаторе (можно заменить на вортекс) в специальных пробирках с шариками. Такие пробирки со стеклянными, керамическими или стальными шариками различного размера уже входят в состав наборов, а также их можно приобрести отдельно и комбинировать с любыми другими наборами.
Наборы innuSPEED позволяют выделять НК из следующих образцов:
Для использования наборов innuSPEED потребуется следующее оборудование:
Рис.4 Схема протокола выделения НК при помощи технологии SmartExtraction.
Так выглядит схема автоматической экстракции, но в портфолио Analytik Jena также присутствуют два набора для ручного выделения ДНК на магнитных частицах с такой «умной» поверхностью из крови и клеток и тканей.
При больших потоках образцов и для упрощения этапа экстракции НК можно использовать автоматические решения от Analytik Jena:
 |  |  |
| Предназначена для эффективной и воспроизводимой экстракции ДНК/РНК при помощи технологий выделения на магнитных частицах, а также SmartExtraction. | Полуавтоматическая компактная дозирующая система для раскапки 96- и 384-луночных планшетов. Можно адаптировать для выделения НК. | Автоматическая дозирующая станция с гибкой модульной системой, которую легко трансформировать под индивидуальные задачи. |
Продукция для выделения НК от компании QIAGEN
В нашем портфолио есть широкий спектр наборов для выделения НК от компании QIAGEN, причем особенность этих реагентов заключается в том, что можно подобрать набор под очень узкоспециализированную задачу в зависимости от типа выделяемой НК и биологического материала.
Такие реагенты лучше всего подойдут пользователям с нестандартными задачами, например в каталоге QIAGEN есть наборы для выделения сцДНК, митохондриальной и космидной ДНК или микроРНК.
Также есть наборы для элюции образца в очень малых объемах, для работы с архивными и сложнолизируемыми образцами, для выделения на спин-колонках, магнитных частицах или ферментативной экстракции в одной пробирке.
В портфолио QIAGEN есть и автоматические станции для выделения НК:
 |  |  | |||||||||||
Обзор по гликобиологии| | | | |
| Наборы основаны на технологии выделения НК на спин-колонках | Наборы основаны на технологии выделения НК на спин-колонках и магнитных частицах, а также на технологии SmartExtraction | Наборы основаны на технологии выделения НК на спин-колонках и магнитных частицах | Наборы основаны на технологии ферментативной температурно-зависимой экстракции |
| | | |
Наборы для выделения НК от компании New England Biolabs
Американская компания New England Biolabs представляет линейку наборов Monarch® для выделения и очистки нуклеиновых кислот:
| | T3010 L/S |
Набор Monarch® для выделения геномной ДНК
(150/50 реакций)
Набор Monarch® для очистки ДНК-продуктов ПЦР и ферментативных реакций
(250/50 реакций)
Набор Monarch® для выделения ДНК из агарозного геля
(250/50 реакций)
Набор Monarch® для выделения плазмидной ДНК, 20 мкг
(150/50 реакций)
Набор Monarch® для очистки РНК-продуктов ферментативных реакций
(100/10 реакций)
Все наборы основаны на технологии выделения НК на спин-колонках и позволяют получить экстракт очень высокого качества.
Основываясь на собственном опыте и отзывах наших клиентов, мы рекомендуем использовать набор Monarch® (Т3010 L/S) для выделения геномной ДНК для дальнейшего секвенирования на платформах Oxford Nanopore Technology (MinION, GridION, PromethION).
Вы можете узнать подробнее об особенностях и преимуществах этого набора в нашем обзоре.
Продукция для выделения НК от компании Analytik Jena
Все наборы для выделения НК от немецкой компании Analytik Jena основаны на технологии двойной химии (Dual Chemistry Technology, DC-Technology), которая была разработана и запатентована в 2005 году. Она основана на использовании буферов с содержанием хаотропных и нехаотропных солей с низкой ионной силой в определенной комбинации. Это позволяет НК прочнее связываться с твердой фазой, а также сокращать время выделения благодаря более эффективному лизису.
В данных линейках представлены наборы для выделения НК из следующих типов биологических образцов:
Для использования наборов innuPREP и blackPREP потребуется следующее оборудование:
innuSPEED – линейка наборов для выделения НК на спин-колонках из сложнолизируемых образцов. Данная панель адаптирована под этап механического лизиса на гомогенизаторе (можно заменить на вортекс) в специальных пробирках с шариками. Такие пробирки со стеклянными, керамическими или стальными шариками различного размера уже входят в состав наборов, а также их можно приобрести отдельно и комбинировать с любыми другими наборами.
Наборы innuSPEED позволяют выделять НК из следующих образцов:
Для использования наборов innuSPEED потребуется следующее оборудование:
Рис.4 Схема протокола выделения НК при помощи технологии SmartExtraction.
Так выглядит схема автоматической экстракции, но в портфолио Analytik Jena также присутствуют два набора для ручного выделения ДНК на магнитных частицах с такой «умной» поверхностью из крови и клеток и тканей.
При больших потоках образцов и для упрощения этапа экстракции НК можно использовать автоматические решения от Analytik Jena:
| | | |
| Предназначена для эффективной и воспроизводимой экстракции ДНК/РНК при помощи технологий выделения на магнитных частицах, а также SmartExtraction. | Полуавтоматическая компактная дозирующая система для раскапки 96- и 384-луночных планшетов. Можно адаптировать для выделения НК. | Автоматическая дозирующая станция с гибкой модульной системой, которую легко трансформировать под индивидуальные задачи. |
Продукция для выделения НК от компании QIAGEN
В нашем портфолио есть широкий спектр наборов для выделения НК от компании QIAGEN, причем особенность этих реагентов заключается в том, что можно подобрать набор под очень узкоспециализированную задачу в зависимости от типа выделяемой НК и биологического материала.
Такие реагенты лучше всего подойдут пользователям с нестандартными задачами, например в каталоге QIAGEN есть наборы для выделения сцДНК, митохондриальной и космидной ДНК или микроРНК.
Также есть наборы для элюции образца в очень малых объемах, для работы с архивными и сложнолизируемыми образцами, для выделения на спин-колонках, магнитных частицах или ферментативной экстракции в одной пробирке.
В портфолио QIAGEN есть и автоматические станции для выделения НК: