技術原理:
KingFisher系列產品是適于分離DNA/RNA、蛋白和細胞的全自動提取純化系統,專為解決客戶現在和未來的所有純化問題而設計。創新的產品基于專利的KingFisher技術(專利號US 6447729, US 6448092),通過特制的磁棒吸附、轉移和釋放磁珠,從而實現磁珠/樣品的轉移,避免了液體處理過程,提高了自動化程度。KingFisher技術的工作原理如下圖所示,樣品、溶液和磁珠置于微孔板或管中,磁棒表面套有專門的磁套用于保護磁棒避免與樣品/溶液/磁珠直接接觸。
kingfisher技術原理圖
磁珠的分類:
KingFisher技術所采用的磁珠粒徑在0.5-10μm之間,其內核是鐵氧體(Ferrite-based),表面覆蓋高分子惰性材料,如苯乙烯、瓊脂糖等。與經典的層析介質相比,磁珠的粒徑比常規的介質粒徑(40μm)小,因而具有更大的比表面積,而某些具有超順磁性(Superparamagnetic)的磁珠具有更好的懸浮性能和分散性。
根據不同的表面處理與標記,可將磁珠分成各種不同的應用類型:
TiO2磷酸化多肽富集磁珠
磁珠表面覆蓋有一層TiO2材料,可以選擇性的與磷酸化的氨基酸殘基:絲氨酸(Ser)、酪氨酸(Tyr)、蘇氨酸(Thr)結合,而與酸性的氨基酸殘基的非特異性結合最小。與傳統的IMAC技術相比,其靈敏度提高了1000倍,富集后磷酸化蛋白的質譜檢出限達100 fmol。
谷胱甘肽(GSH)磁珠
該磁珠表面包被有瓊脂糖,并偶聯有谷胱甘肽,可以特異性的與谷胱甘肽-S-轉移酶(GST)結合,因而可用于純化帶有GST標簽的重組蛋白。TALON™磁珠。TALON磁珠的原理是基于采用Co離子的固定化金屬離子親和技術(IMAC),可用于純化帶有組氨酸標簽(6xHis)的重組蛋白。
Protein A和Protein G磁珠
帶有Protein A或Protein G基團的磁珠,可廣泛應用于IgG的純化、免疫沉淀(IP)和免疫共沉淀(Co-IP)等。
硅質膜磁珠
這是一類最早出現的產品,廣泛應用于DNA、RNA的純化。其原理類似于使用硅質膜的離心柱,磁珠在高鹽條件下與核酸結合,而在低鹽環境下被洗脫,可用于全血、組織、細菌、病毒、植物等的核酸純化。
反相RPC磁珠
類似于反向層析的原理,可用于多肽的分離純化。Jimenez等使用KingFisher96和Dynabead® RPC 18磁珠僅需20min就可以平行處理96個樣品,用于與疾病相關的血清中肽段表達譜的研究。
ChargeSwitch®磁珠
ChargeSwitch磁珠的原理類似于離子交換技術,磁珠在pH < 6.5的緩沖液中帶正電,可與帶負電的核酸結合;在pH> 8.5的緩沖液中磁珠帶負電,使得之前吸附的核酸從磁珠上釋放。ChargeSwitch磁珠可在KingFisher平臺上完美使用。
技術應用:
基因組學
KingFisher磁珠提取純化平臺,非常適合于基因組學的研究。無論提取樣本的來源是微生物、動物、植物或是病毒,KingFisher都可以快速的純化出足夠數量的DNA或RNA。高質量的結果可以滿足下游應用(如熒光定量PCR)的需要。
畜牧獸醫、CDC的應用
使用專門的KingFisher試劑盒,可高效、高靈敏度地提取禽流感病毒(Avian influenza virus)、新城疫病毒(Newcastledisease virus)、牛病毒性腹瀉病毒(Bovine viral diarrheavirus)、立克次體(Coxiella burnetii)等。KingFisher結合Ambion的MagMAX-96 AI/ND病毒RNA提取試劑盒,應用于禽流感病毒的檢測,是獲得美國農業部(USDA)認可的高通量方法。提取得到的RNA可以通過ABI公司的Infleuenza A/H5 Kit檢測是否含有禽流感病毒,并進一步確認是否是備受關注的H5亞型。
食品安全領域的應用
經過特殊處理的Dynal免疫磁珠可以快速的從食品樣品、環境中富集致病菌,如沙門氏菌(Salmonella)、李斯特菌(Listeria)、軍團菌(Legionella)、大腸桿菌O157(E. coli O157)、賈地鞭毛蟲(Giardia cysts)和隱孢子蟲 (Cryptosporidium oocysts)等。采用磁珠純化技術可以有效的富集樣品中的微生物,減少背景干擾從而提高實驗的重復性和準確性,該方法已獲美國環保署(EPA)和美國官方分析化學師協會(AOAC)的認可。
食品中O157,沙門氏菌,單增李斯特菌免疫磁珠檢測流程(數據來源于上海浦東疾控)
臨床樣品的分子診斷
KingFisher可快速高通量的處理臨床樣品,提純的核酸可用于后續的分子診斷,如使用氟尿嘧啶(Fluorouracil, 5-FU)治療癌癥患者前需檢測人DPYP基因突變。KingFisher提供了一種高效、高靈敏度的從患者全血中純化核酸的方案,為DPYP基因的篩查設定了標準。KingFisher同樣適合于福爾馬林固定石蠟包埋(Formalin-Fixed and Parrffin-Embedded, FFPE)的組織樣品。
法醫學的應用
對于法醫工作而言,核酸提取的效率和穩定性都是十分重要的。KingFisher與專門的法醫樣品核酸提取磁珠試劑配合使用,可從不同來源的材料中純化高質量的DNA,包括干血、毛發、煙嘴等,最大處理量可達96個樣品/每次。
分離特定的細胞
通過標記特殊抗體的磁珠,KingFisher可以用于分離特定的細胞,如CD34、CD3、CD4等。
快速純化蛋白
即使是脆弱的蛋白復合體KingFisher可用于純化各種蛋白,從重組蛋白到治療用抗體,可以使用各種宿主細胞,如動物細胞、昆蟲細胞、酵母、細菌或轉基因動物/植物等,常規地純化抗體/抗原、藥物和疫苗。特別的,KingFisher技術是最溫和的純化方法,即使常規柱純化技術難以得到的復雜而精巧的蛋白復合體,也可以通過KingFisher磁珠提取分離技術完整的純化得到。
血清中肽段表達譜研究與生物標志物篩選
基于磁珠的色譜分離技術,可以讓你以一種簡單、有效和可重復的方式每天處理上百的樣品。采用基于疏水相互作用的反相RPC磁珠(Reverse Phase Chromatography)可以從血清樣品中結合多肽片段,經乙氰洗脫,即可獲得高質量的肽段表達譜。通過比較不同條件下肽段表達圖譜的差異,尋找潛在的可能血清生物標志物(Biomarker)。
加速噬菌體展示文庫的淘洗進程
與傳統基于固相微孔板的技術相比,KingFisher技術的優勢在于:提供了懸浮式的磁珠,巨大的比表面積可以進行更有效的淘洗(Panning);轉移樣品而非液體的方法,使得清洗過程變得非常的簡單。全自動的方法易于提升通量,從而顯著提高噬菌體展示技術的效率。
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