يعد استخراج الحمض النووي عملية أساسية في البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة ومختلف مجالات البحث البيولوجي. يجب علينا أن ندرك أهمية تحقيق استخراج الحمض النووي عالي الجودة. وهو ينطوي على عزل الحمض النووي من الخلايا أو الأنسجة لمزيد من التحليل، مثل تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، أو تسلسل الحمض النووي، أو التقنيات الجزيئية الأخرى. لن تغطي هذه المقالة فقط أساسيات استخراج الحمض النووي وإعداد البلازميد ومعدات عزل الحمض النووي. سيساعد ذلك أيضًا على زيادة إنتاجيتك من خلال التوصية بتقنيات تنقية أفضل لاحتياجات الاستخراج المختلفة بحيث تقضي وقتًا أقل في استخراج الحمض النووي.
ما هو عزل الحمض النووي
عزل الحمض النووي، والمعروف أيضًا باسم استخراج الحمض النووي، هو الحصول على حمض نووي عالي النقاء من العينات البيولوجية مثل الخلايا أو الأنسجة أو الكائنات الحية. إنها خطوة أساسية في العديد من الدراسات التجريبية، ولا يمكن مواصلة البحث والتحليل إلا بعد استخراج الحمض النووي بجودة عالية. يعتبر استخراج الحمض النووي مهمًا في علم الوراثة، وعلم الطب الشرعي، وعلم الجينوم في تفاعل البوليميراز المتسلسل، وبصمات الحمض النووي، وتسلسل الحمض النووي.
يعد عزل الحمض النووي خطوة حاسمة في العديد من مجالات علم الأحياء والبيولوجيا الجزيئية لأن جودة ونقاء الحمض النووي المعزول يمكن أن يؤثر بشكل كبير على نجاح التجارب والتحليلات اللاحقة. يعد اختيار طرق استخراج الحمض النووي والكواشف المناسبة أمرًا ضروريًا لضمان موثوقية عينات الحمض النووي. إنها خطوة أساسية في مختلف مجالات البحوث البيولوجية والجزيئية، بما في ذلك علم الوراثة وعلم الجينوم والطب الشرعي والتكنولوجيا الحيوية. يمكنك استخدام الحمض النووي المعزول لتطبيقات مختلفة، بما في ذلك تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، وتسلسل الحمض النووي، وبصمات الحمض النووي، والتحليل الجيني.
الخطوات الأساسية لاستخراج الحمض النووي
بعد جمع المادة البيولوجية التي تحتوي على الحمض النووي المستهدف، يتم ترسيب الخلايا باستخدام جهاز طرد مركزي. وهذا سوف يسهل الخطوة التالية لاستخراج الحمض النووي. يمكن تصنيف خطوات تنقية الحمض النووي بشكل عام إلى الخطوات الخمس التالية:
التحلل:
الخطوة الأولى في أي تفاعل لتنقية الحمض النووي هي تحليل المادة البيولوجية التي تحتوي على DNA/RNA. الهدف من التحلل هو تعطيل غشاء الخلية أو الأنسجة بسرعة، ومن ثم يتم إطلاق جميع المكونات داخل الخلية إلى المحللة، بما في ذلك الحمض النووي. أربع طرق قياسية لتحلل المواد البيولوجية هي الكيميائية والفيزيائية والأنزيمية والجمع.
طريقة | ميزة | نوع التجربة |
| الخلل الميكانيكي | يعتبر الفصل عن طريق المجانسة أو الموجات فوق الصوتية مناسبًا للعينات الصلبة مثل الخلايا النباتية ذات جدران الخلايا القوية أو البكتيريا. بالطبع، بالنسبة للعينات شديدة الصلابة، من الضروري طحن العينة إلى مسحوق باستخدام المطحنة. | مناسبة لعمليات الاستخراج التقريبية مثل أخذ عينات الحمض النووي البيئي، واستخراج الحمض النووي للتربة، واستخراج الحمض النووي لأنواع العينات المتخصصة. |
| التحلل القلوي | التحلل القلوي هو الطريقة الكيميائية الأكثر استخدامًا لتحلل الخلايا. وينطبق هذا على المواد البيولوجية التي يسهل تحللها، مثل البكتيريا والفطريات المزروعة في الأنسجة، وكذلك الخلايا الحيوانية والنباتية. يستخدم في المقام الأول المحاليل القلوية (مثل SDS وNaOH) لتعطيل أغشية الخلايا وتفسد البروتينات. | تجارب البيولوجيا الجزيئية العامة مثل PCR وتسلسل الحمض النووي وبصمات الحمض النووي. |
| هضم البروتيناز K | الطرق الأنزيمية هي طريقة لطيفة جدًا لانقسام الحمض النووي وتشمل علاجات الإنزيمات الشائعة الليزوزيم والليزوزيم والبروتيناز K والليباز والكولاجيناز والليباز. تعتبر المعالجات الأنزيمية مناسبة لمعالجة إنتاجية عالية لمجموعة متنوعة من العينات، بما في ذلك الخلايا والأنسجة، على الرغم من أن استخدامها قد يكون أكثر تكلفة قليلاً. | استخراج الحمض النووي من عينات الدم أو الأنسجة وتنقية الحمض النووي. مناسبة للتجارب التي تتطلب درجة نقاء عالية للحمض النووي |
إزالة البروتين:
بعد التحلل، نحن بحاجة إلى فصل الحمض النووي عن الحل واستخدام جهاز الطرد المركزي لإزالة ليساتيس. يمكنك إزالة البروتينات والسكريات والدهون من المحلول عن طريق ضبط سرعة الطرد المركزي ووقت الطرد المركزي. الأدوات الموصى باستخدامها مذكورة أدناه:
| أداة | ميزة | نوع التجربة |
جهاز طرد مركزي
| الايجابيات: الفصل السريع والفعال للمكونات المختلفة في المحلول، مثل الحمض النووي والبروتينات والحطام الخلوي. مناسبة لمجموعة واسعة من أنواع وأحجام العينات. سلبيات: يتطلب معدات متخصصة. عادة، يتطلب الأمر كمية معينة من العينة لملء دوار جهاز الطرد المركزي. | مناسبة لتحلل الخلايا واستخراج الحمض النووي وترسيب الحمض النووي وخطوات التنقية. |
| أنابيب الطرد المركزي | الايجابيات: من السهل التعامل مع خطوات الطرد المركزي الروتينية. مناسبة لمجموعة واسعة من أنواع العينات. سلبيات: التشغيل اليدوي، يتطلب بعض المهارات المعملية. | مناسبة للطرد المركزي، وتقسيم العينات، والكروماتوغرافيا العمودية وخطوات الفصل الأخرى. |
| جهاز استخلاص الفينول/الكلوروفورم | هذا هو الفصل الكيميائي الذي يتضمن استخدام المذيبات العضوية الفينول والكلوروفورم لفصل الحمض النووي والحمض النووي الريبي (RNA) والبروتينات. الايجابيات: يمكنه فصل الحمض النووي والحمض النووي الريبي (RNA) والبروتينات بشكل فعال. يمكنه إزالة مجموعة واسعة من الملوثات. سلبيات: ويستخدم المركبات العضوية المتطايرة والسامة. يتطلب التعامل الدقيق. | مناسبة لعزل DNA، RNA والبروتينات، وخاصة لتنقية الحمض النووي بدقة.
|
أعمدة تنقية الحمض النووي
| الايجابيات: يوفر التقاط الحمض النووي انتقائي للغاية وتنقيته. يسهل استخراج الحمض النووي عالية الإنتاجية. سلبيات: تكلفة أعلى. | مناسبة للإنتاجية العالية أو استخراج الحمض النووي التجاري وتنقيته، على سبيل المثال، من الدم أو الأنسجة أو زراعة الخلايا. |
| جهاز فصل الخرز المغناطيسي | الايجابيات: انتقائية للغاية، ويمكن استخدامها لالتقاط الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي. مناسبة لاستخراج الحمض النووي عالي الإنتاجية. سلبيات: سعر أعلى. | مناسبة لاستخراج الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي عالي الإنتاجية وتنقية الحمض النووي. |
كل نوع من المعدات له فوائده الفريدة ونطاق التطبيق، ويعتمد الاختيار الدقيق على غرض التجربة وحجمها ونوع العينة. قد تتطلب بعض التجارب خطوات متعددة، تجمع بين معدات مختلفة لاستخراج الحمض النووي الأمثل وتنقيته.
تساقط:
مطلوب خطوة هطول الأمطار لفصل الحمض النووي عن المكونات الأخرى للحل. أنها تنطوي على إضافة الملح والكحول (عادة الإيثانول أو الأيزوبروبانول) لترسيب الحمض النووي من المحلول. يشكل الحمض النووي جزيئات بيضاء أو عكرة مرئية، بينما تظل الملوثات في الطور السائل.
ومع ذلك، يمكن أن تؤثر هذه المواد الكيميائية على فعالية ونقاء ترسيب الحمض النووي. لذلك، يحتاج ترسيب الحمض النووي إلى تحسينه وفقًا للمتطلبات التجريبية وخصائص العينة، كما يجب التحكم بدقة في ظروف التشغيل.
| ميزة | يستخدم |
جهاز طرد مركزي
| الايجابيات: الفصل الفعال: لا تتم إضافة أي مواد كيميائية لضمان جودة وكفاءة الفصل. تستخدم على نطاق واسع: الأداة الأكثر شيوعاً لاستخراج الحمض النووي إنتاجية عالية: يمكن لأجهزة الطرد المركزي عالية السرعة التعامل مع عينات متعددة، مما يجعلها مناسبة للتجارب عالية الإنتاجية والمعالجة السريعة. سلبيات: يتطلب معدات متخصصة لا يمكن التعامل مع العينات الكبيرة أو كميات العينات | يمكنه فصل البقايا والملوثات الخلوية بشكل فعال لضمان نقاء وجودة الحمض النووي. أداة لا غنى عنها لاستخراج الحمض النووي وتجارب البيولوجيا الجزيئية.
|
| ترسيب الفينول/الكلوروفورم | الايجابيات:
كفاءة عالية وقادرة على إزالة البروتينات والشوائب الأخرى.
مناسبة لمعظم أنواع العينات، بما في ذلك الخلايا والأنسجة ومخاليط الأحماض النووية.
سلبيات:
يستخدم المذيبات العضوية ويشكل بعض مخاطر السلامة على المشغل.
يتطلب خطوات متعددة ومعالجة دقيقة. | مناسب لتنقية الحمض النووي والحمض النووي الريبي (RNA) عالي الجودة، خاصة لعزل الحمض النووي بدقة. |
| ترسيب الإيثانول | الايجابيات: بسيطة واقتصادية وآمنة نسبيا. مناسبة لمجموعة واسعة من أنواع العينات. سلبيات: أقل انتقائية وقد لا يزيل جميع الشوائب. عادةً ما يستغرق الأمر وقتًا أطول لتحقيق الهطول المطلوب. | مناسبة لاستخراج الحمض النووي والحمض النووي الريبي (RNA) بشكل عام، وخاصة للمعالجة السريعة لكميات كبيرة من العينات. |
| هطول الأيزوبروبانول | الايجابيات: أبسط وأكثر أمانًا من ترسيب الفينول/الكلوروفورم. مناسبة لمجموعة واسعة من أنواع العينات. سلبيات: أقل انتقائية، وقد لا تزيل جميع الشوائب. خطوة أطول لهطول الأمطار. | مناسب لاستخراج الحمض النووي والحمض النووي الريبي (RNA) بشكل عام وللمختبرات التي تتطلب معالجة أكثر أمانًا. |
ولكل طريقة ترسيب خصائصها الخاصة ويجب اختيارها وفقًا للاحتياجات المحددة للتجربة ونوع العينة. أجهزة الطرد المركزي هي الأكثر كفاءة وتوفر أفضل نتائج الترسيب، ولكنها تتطلب شراء آلة ولا تسمح بمعالجة كميات كبيرة.
يعد ترسيب الفينول/الكلوروفورم أحد أكثر الطرق استخدامًا لأنه يزيل الملوثات بشكل فعال. ومع ذلك، يجب التعامل معها بعناية لأن الفينول والكلوروفورم سامان.
تعد طرق ترسيب الإيثانول والأيزوبروبانول أبسط نسبيًا ولكنها أقل انتقائية وقد تتطلب المزيد من خطوات المعالجة لإزالة الشوائب. ولذلك، فإن اختيار طريقة هطول الأمطار المناسبة يعتمد على المتطلبات المحددة للتجربة والعينات التي تتم معالجتها.
غسل:
غسل الحمض النووي المترسب يزيل الملوثات المتبقية مثل الأملاح والبروتينات. ويتم ذلك عن طريق الطرد المركزي، حيث يتم جمع حبيبات الحمض النووي، ويتم التخلص من محلول الغسيل.
شطف:
يتم إعادة تعليق الحمض النووي المنقى في محلول شطف، عادة ما يكون محلول قليل الملح أو ماء منزوع الأيونات. تنتج هذه الخطوة حلاً عالي النقاء للحمض النووي للتطبيقات النهائية.
حلول لأنواع مختلفة من تنقية الحمض النووي
وفقًا لاحتياجات تنقية العينات المختلفة التالية، جنبًا إلى جنب مع أجهزة الطرد المركزي لاستخراج الحمض النووي أو مقياس الضوء ومعدات الرحلان الكهربائي، يمكننا مساعدتك في العثور على الحل الأنسب لاحتياجات تنقية الحمض النووي الخاصة بك!
عزل الأنسجة الصلبة والحمض النووي
في عزل الحمض النووي الجينومي للأنسجة الصلبة، يعد استخدام النوع المناسب من أجهزة الطرد المركزي أمرًا مهمًا. وذلك لأنه يضمن الفصل الفعال للحمض النووي وإزالة مكونات الأنسجة الأخرى. عند اختيار جهاز طرد مركزي، يجب مراعاة قوة الطرد المركزي المطلوبة ووقت الطرد المركزي وقدرة العينة. تعمل أجهزة الطرد المركزي عالية السرعة والحلزونية بشكل جيد لعزل الحمض النووي بعد الانقسام باستخدام بروتيناز K.
سرعة الطرد المركزي: بشكل عام، يعد استخدام قوة طرد مركزي تتراوح من 14000 إلى 20000 × جرام (الجاذبية) نطاقًا شائعًا. لتجنب هطول الأمطار المفرط للحمض النووي، يمكن إجراء اختبار مسبق لتحديد سرعة الطرد المركزي الأمثل.
وقت الطرد المركزي: عادة ما بين بضع دقائق و 30 دقيقة. تتطلب قوى الطرد المركزي الأعلى عادة أوقات طرد مركزي أقصر. بشكل عام، يجب إجراء الطرد المركزي لفترة كافية لضمان استخراج الحمض النووي الكافي، ولكن يجب أيضًا تجنب الطرد المركزي المفرط لمنع هطول الأمطار المفرط للحمض النووي.
سي إف جي-21إتش
السرعة القصوى (دورة في الدقيقة): 20500 دورة/دقيقة
ماكس RCF (xg): 29200
الموقت: 1 دقيقة - 99 دقيقة 59 دقيقة
السعة القصوى: 750 مل×4
دقة السرعة: ± 50r/min
سي إف جي-19إتش
السرعة القصوى (دورة في الدقيقة): 18500 دورة/دقيقة
ماكس RCF (xg): 23797
الموقت: 1 دقيقة - 99 دقيقة
السعة القصوى: 100 مل×4
دقة السرعة: ± 30r/min
سي إف جي-17إتش
السرعة القصوى (دورة في الدقيقة): 16500 دورة/دقيقة
ماكس RCF (xg): 21500
الموقت: 0 دقيقة - 99 دقيقة 59 دقيقة 59 ثانية
السعة القصوى: 50 مل × 6
دقة السرعة: ±20r/min
مع الحد الأقصى لـ RCF البالغ 29,200 xg، يمكن لجهاز الطرد المركزي هذا تلبية معظم عمليات استخراج الحمض النووي في الأنسجة الصلبة. ومع سعة كبيرة تبلغ 750 مل × 4، يمكنك إكمال مجموعة متنوعة من تجارب الفصل ذات الحجم الكبير بسرعة.
إذا كنت تشعر أن سعة جهاز الطرد المركزي هذه كبيرة جدًا، مما يؤدي إلى هدر في الاستخدام، فلدينا أيضًا أدوات بحد أقصى RCF يبلغ 23797 (xg) وسعة 100 مل × 4. وبطبيعة الحال، لدينا أيضًا العديد من أجهزة الطرد المركزي الأخرى عالية السرعة. إذا كنت مهتمًا، يمكنك السماح لمهندسينا، وفقًا لاحتياجاتك، بالتوصية بالحل الأمثل!
استخراج الحمض النووي للأنسجة النباتية
يعد تحلل المواد النباتية صعبًا بشكل خاص لأنه يكون صعبًا بشكل خاص عند التعامل مع الأنسجة الصلبة أو الخشبية. ولذلك، فإن المعدات الإضافية المطلوبة لا تشمل جهاز طرد مركزي فحسب، بل تشمل أيضًا جهازًا قادرًا على تفتيت البذور.
أجهزة الطرد المركزي نحتاج عادة إلى استخدام أجهزة طرد مركزي عالية السرعة، خاصة لعينات الخلايا والأنسجة النباتية الكبيرة. قد تحتوي الأنسجة النباتية الكبيرة على المزيد من جدران الخلايا والعضيات، لذلك هناك حاجة إلى قوى طرد مركزية أعلى لفصل الحمض النووي. تم تصميم جهاز الطرد المركزي عالي السرعة CFG-15HM لتنقية الحمض النووي يدويًا أو آليًا لـ 96 بئرًا من أوراق النباتات وأنسجة البذور.
الأنواع التالية من أجهزة الطرد المركزي مناسبة لاستخراج الحمض النووي النباتي:
سي إف جي-15إتش إم
السرعة القصوى (دورة في الدقيقة): 15000 دورة في الدقيقة (500-15000 دورة في الدقيقة)، الزيادة: 100 دورة في الدقيقة
ماكس RCF (xg) : 15100×g، الزيادة: 100×g
الموقت: 1 دقيقة - 99 دقيقة 59 دقيقة
السعة القصوى: 0.2 مل / 0.5 مل / 1.5 مل / 2 مل × 12
دقة السرعة: ± 20r/min
سي إف جي-15إتش
السرعة القصوى (دورة في الدقيقة): 15000 دورة في الدقيقة
الحد الأقصى لـ RCF (xg) : 21380×g، الزيادة: 10×g
الموقت: 30 ثانية - 99 دقيقة / مستمر
السعة القصوى: 5 مل × 18، أنبوب ثقافة 5 مل × 12 0.2 مل / 0.5 مل / 1.5 مل / 2 مل × 24، 0.5 مل × 36، PCR8 × 4
دقة السرعة: ± 20r/min
سي إف جي-16إتش
السرعة القصوى (دورة في الدقيقة): 16000 دورة/دقيقة
الحد الأقصى لـ RCF (xg): 17800×g
الموقت: 1 دقيقة ~ 99 دقيقة
السعة القصوى: 5 مل × 10
دقة السرعة: ± 30r/min
عزل أنسجة الفاكهة والحمض النووي
معظم تجارب عزل الحمض النووي للفاكهة عادة لا تتطلب جهاز طرد مركزي. يتم استخراج الحمض النووي من عينات الفاكهة ولا يتضمن فصل النوى أو الحطام الخلوي. بشكل عام، يمكن إجراء تجارب استخراج الحمض النووي للفاكهة باستخدام أدوات منزلية بسيطة وكواشف. وهذا يجعلها مثالية للأنشطة التعليمية والعلمية، خاصة في مختبرات المدرسة أو البيئات المنزلية.
على سبيل المثال، خطوات تجربة استخراج الحمض النووي للفراولة:
قطعي الفراولة إلى قطع صغيرة وضعيها في كيس أو كوب بلاستيكي.
أضف الماء المملح والمنظف إلى الفراولة ورجها بلطف حتى تمتزج.
صفي الخليط عبر شبكة بلاستيكية لإزالة البقايا والأجزاء الصلبة.
اجمع عصير الفراولة الذي يمر عبر الفلتر واسكبه في قمع بلاستيكي.
صب الكحول بعناية في القمع لطبقته بعصير الفراولة.
مراقبة الحمض النووي يعجل في طبقة الكحول، وتشكيل مادة تشبه الخيط الأبيض.
قم باستخراج المادة التي تشبه خيط الحمض النووي بعناية باستخدام أنبوب طرد مركزي بلاستيكي أو زجاجة صغيرة.
المصل والبلازما - استخراج الحمض النووي
نحن نقدم مجموعة واسعة من أجهزة الطرد المركزي عالية الكفاءة للحصول على DNA عالي الجودة وخالي من النقي من عينات البلازما. لا يلزم إجراء معالجة مسبقة للعينة. في حوالي 60 دقيقة، سيكون لديك إنتاجية عالية من الحمض النووي القابل للتضخيم لفحوصات المصب، بما في ذلك qPCR وNGS وPCR الرقمي.
سي إف جي-M12
السرعة القصوى (دورة في الدقيقة): 12000 دورة/دقيقة
ماكس RCF (xg): 13500xg
الموقت: 1 دقيقة ~ 99 دقيقة
السعة القصوى: 24 قطعة من الشعيرات الدموية
دقة السرعة: ± 30r/min
سي إف جي-H14
السرعة القصوى (دورة في الدقيقة): 200-14000 دورة في الدقيقة، الزيادة: 10 دورة في الدقيقة
الحد الأقصى لـ RCF (xg): 18620×g
الموقت: 30 ثانية - 99 دقيقة / مستمر
السعة القصوى: نوعان
دقة السرعة: ± 20r/min
سي إف جي-BB6
السرعة القصوى (دورة في الدقيقة): 6000 دورة/دقيقة
الحد الأقصى لـ RCF (xg): 6600×g
الموقت: 1 ~ 9 ساعات و 59 دقيقة
السعة القصوى: 1000 مل×6
دقة السرعة: ± 20r/min
بالطبع، في المختبرات السريرية أو الأبحاث، يتم عادةً فصل البلازما والمصل في جهاز طرد مركزي مبرد للحفاظ على ثبات العينات عند درجات حرارة منخفضة. فيما يلي التوصيات الخاصة بجهاز الطرد المركزي المبرد:
سي إف جي-T21HR
السرعة القصوى (دورة في الدقيقة): 21000 دورة/دقيقة
الحد الأقصى لـ RCF (xg): 31600×g
الموقت: 0-99h 59min 59s
السعة القصوى: 500 مل × 4
دقة السرعة: ± 20r/min
سي إف جي-T18HR
السرعة القصوى (دورة في الدقيقة): 18500 دورة/دقيقة
الحد الأقصى لـ RCF (xg): 23800×g
الموقت: 1-99 دقيقة و59 ثانية
السعة القصوى: 100 مل × 4
دقة السرعة: ± 30r/min
سي إف جي-T15HR
السرعة القصوى (دورة في الدقيقة): 15,000 دورة في الدقيقة
الحد الأقصى لـ RCF (xg): 21,380×g، الخطوة: 10×g
الموقت: 30 ثانية - 99 دقيقة
السعة القصوى: 1.5/2 مل × 24، 0.5 مل × 36، PCR8 × 4، 5 مل × 12، 5 مل × 18
الفيروسات-استخراج الحمض النووي
عادة ما تكون الخلايا البكتيرية صغيرة الحجم، وغالبًا ما يتطلب عزلها أجهزة طرد مركزي عالية السرعة. هناك حاجة إلى قوى طرد مركزي أعلى لفصل الحطام الخلوي والحمض النووي بشكل فعال.
بطاقات جل - استخراج الحمض النووي
تُستخدم بطاقات الجل بشكل شائع في كتابة الدم وفحص الأمراض وعزل الحمض النووي واختباره. في حالة عزل الحمض النووي، غالبا ما تستخدم أجهزة الطرد المركزي لفصل العينات من بطاقات الهلام. يعتمد نوع جهاز الطرد المركزي المناسب لاستخراج الحمض النووي لبطاقة الجل على بطاقة الجل المستخدمة في التجربة وظروف الفصل المطلوبة.
يعتبر جهاز الطرد المركزي الدقيق هو الخيار الأكثر شيوعًا، لأنه مناسب لأحجام العينات الصغيرة والأنابيب الدقيقة. يمكن لهذا النوع من أجهزة الطرد المركزي عادةً فصل العينات من بطاقات الهلام بسرعات عالية لمزيد من التحليل. عادةً ما تحتوي أجهزة الطرد المركزي الدقيقة على مجموعة متنوعة من خيارات الدوار والأنبوب لأنواع وأحجام مختلفة من بطاقات الجل.
سي إف جي-4 جي
السرعة القصوى (دورة في الدقيقة): 2200/2000 دورة/دقيقة
ماكس RCF (xg): 540xg
الموقت: 1 دقيقة ~ 90 دقيقة
عدد الميكرو جل (ستة أعمدة): 12 بطاقة / 24 بطاقة
دقة السرعة: ± 30r/min
سي إف جي-15م
السرعة القصوى (دورة في الدقيقة): 500 ~ 15000 دورة / دقيقة
ماكس RCF (xg): 16 ~ 15080xg
الموقت: 15 ثانية ~ 99 دقيقة 59 ثانية / ∞
سعة الدوار: أنبوب طرد مركزي 12×1.5/2.0 مل
سي إف جي-7 إم
السرعة القصوى (دورة في الدقيقة): 7000 دورة/دقيقة
ماكس RCF (xg): 2680xg
الموقت: التشغيل المستمر
سعة التور: 0.5/1.5/2.0 مل × 8؛ 0.2 مل × 32 أنابيب PCR؛ 0.2 مل × 4 PCR 8 شرائح؛
فكر في استخدام جهاز طرد مركزي فوق الطاولة أو جهاز طرد مركزي فائق للعينات الأكبر أو عمليات فصل بطاقات الجل ذات الحجم الكبير. تتمتع أجهزة الطرد المركزي هذه بقوى وقدرات طرد مركزي أعلى وهي مناسبة للتجارب واسعة النطاق.
عزل الحمض النووي الغذائي
تشكل المواد الغذائية التحدي الأكبر لتحلل الخلايا واستخراج الحمض النووي. يوصى باستخدام أجهزة الطرد المركزي فائقة السرعة أو فائقة السرعة، حيث أن لديها قوة طرد مركزي كافية وسرعة لفصل الحمض النووي في وقت قصير نسبيًا مع إزالة المكونات الأخرى مثل الدهون والبروتينات والحطام.
تنقية الحمض النووي البلازميد
تنقية الحمض النووي البلازميدي هي استخلاص الحمض النووي البلازميدي من الكائنات الحية الدقيقة، مثل البكتيريا أو الفطريات، وإزالة الشوائب وتنقية الحمض النووي البلازميد من خلال سلسلة من الخطوات التجريبية. البلازميد هو جزيء DNA دائري، يوجد عادةً في الخلايا الميكروبية، ويمكنه حمل معلومات وراثية مهمة. ولذلك، فإن تنقية الحمض النووي البلازميد مهم جدًا لأبحاث وتطبيقات البيولوجيا الجزيئية.
الاعتبار الأول في تنقية البلازميد هو فصل الحمض النووي البلازميد عن الحمض النووي الصبغي والحمض النووي الريبي الخلوي للبكتيريا المضيفة.
تستخدم جميع أنظمة عزل البلازميد Scitek طريقة تمسخ القلوية SDS.
وفيما يلي اعتبارات عامة لاستخراج الحمض النووي البلازميد.
نمو البكتيريا والظروف الثقافية
يبدأ العزل الناجح للحمض النووي البلازميد عالي الجودة بإعداد الثقافة. هناك العديد من العوامل التي يمكن أن تؤثر على نمو الخلايا البكتيرية. احتفظ بالكتلة الحيوية ضمن النطاق المقبول لنظام عزل البلازميد المستخدم، حيث أن الحمولة الزائدة قد تؤدي إلى ضعف نقاء وإنتاج الحمض النووي البلازميد. يؤثر وقت حضانة الثقافة على إنتاجية وجودة الحمض النووي البلازميد المعزول. تنتج المزارع البكتيرية ذات الكثافة غير الكافية كميات منخفضة نسبيًا من الحمض النووي. قد تؤدي الثقافات المتضخمة إلى عوائد غير مرضية وتلوث مفرط للحمض النووي الصبغي بسبب التحلل الذاتي للخلايا البكتيرية بعد الوصول إلى مرحلة مستقرة. لا نوصي بحضانة الثقافات لأكثر من 18-20 ساعة.
اختيار المضادات الحيوية
تحمل معظم البلازميدات جينات محددة لمقاومة مضادات حيوية محددة. فقط الخلايا التي تحتوي على البلازميد المستهدف سوف تتكاثر عن طريق إضافة المضاد الحيوي المحدد إلى وسط النمو. إن إضافة المضادات الحيوية إلى التركيز المطلوب سيساعد على زيادة إنتاج البلازميد.
كيفية اختبار تركيز الحمض النووي ونقائه
يعد الكشف عن تركيز ونقاء الحمض النووي بعد استخراجه خطوة مهمة في ضمان جودة عينة الحمض النووي. هناك مجموعة متنوعة من الطرق التي يمكنك استخدامها لهذا الاختبار، وفيما يلي بعض الطرق الشائعة:
مقياس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية والمرئية:
يعد القياس الطيفي أحد الطرق الأكثر استخدامًا لقياس تركيز ونقاء الحمض النووي. ويحدد التركيز عن طريق قياس امتصاص الضوء من محلول الحمض النووي عند طول موجة محدد. الطول الموجي النموذجي هو 260 نانومتر (نانومتر). يمكن عادةً تقييم النقاء بنسبة الطول الموجي 260 نانومتر إلى الطول الموجي 280 نانومتر (نسبة A260/A280). عادةً ما تحتوي عينة الحمض النووي عالية الجودة على نسبة A260/A280 بين 1.7 و2.0.
قياس التألق
تستخدم طريقة التألق الحمض النووي المرتبط بصبغة الفلورسنت لقياس تركيز الحمض النووي. عادة ما تكون هذه الطريقة أكثر حساسية من القياس الطيفي ويمكن استخدامها لتركيزات الحمض النووي المنخفضة. تتوفر العديد من أصباغ الحمض النووي وأجهزة الكشف المتوفرة تجاريًا للمساعدة في إجراء قياسات دقيقة لتركيز الحمض النووي.
الاغاروز هلام الكهربائي
يعتبر الفصل الكهربائي لهلام الاغاروز طريقة روتينية لتحليل الحمض النووي والتي يمكنك استخدامها لتقييم حجم ونقاء الحمض النووي. على الرغم من أنه لا يقيس التركيز بدقة، إلا أنه يمكن استخدامه لاكتشاف ما إذا كان الحمض النووي ملوثًا أو متحللًا.
طرق قياس الألوان
تستخدم الطرق اللونية كاشف تلطيخ يرتبط بالحمض النووي وينتج تغيرًا محددًا في اللون يمكنه الكشف عن طريق قياس الطيف الضوئي أو قياس الفلور. توفر الطريقة اللونية قياسًا دقيقًا لتركيز الحمض النووي.
نانو دروب
Nanodrop هو مقياس طيفي دقيق مصمم للكشف عن تركيزات الحمض النووي والبروتين. يمكنه قياس العينات على المستوى الجزئي بحساسية عالية.
الأدوات الشائعة المستخدمة في تجارب تنقية الحمض النووي
تعتمد الأدوات والمعدات المستخدمة عادة في تجارب تنقية الحمض النووي على العملية والاحتياجات التجريبية المحددة. فيما يلي بعض الأدوات والمعدات الشائعة:
جهاز الطرد المركزي: تقوم أجهزة الطرد المركزي بفصل الجزيئات الصلبة عن السوائل في العينة. في تنقية الحمض النووي، تقوم أجهزة الطرد المركزي بفصل الحمض النووي والبروتينات والحطام الخلوي والمكونات الأخرى. تعد أجهزة الطرد المركزي عالية السرعة وأجهزة الطرد المركزي الدقيقة وأجهزة الطرد المركزي للثلاجة من الأنواع الشائعة.
ملحقات أجهزة الطرد المركزي: يمكن تخصيص ملحقات أجهزة الطرد المركزي، مثل الدوارات والأنابيب والحوامل، لتناسب نوع العينة وحجمها.
التدوير الحراري: يستخدم التدوير الحراري لتقنيات تضخيم الحمض النووي مثل PCR (تفاعل البلمرة المتسلسل). ويمكنه أن يدور بسرعة عند درجات حرارة مختلفة لتكرار الحمض النووي وتضخيمه.
مقياس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-Vis Spectrophotometer): يستخدم هذا المقياس الطيفي لقياس تركيز الحمض النووي ونقائه. يقيس امتصاص عينة الحمض النووي لتحديد تركيز ونقاء الحمض النووي.
نظام الرحلان الكهربائي: يتم استخدام وحدة الرحلان الكهربائي لفصل أجزاء الحمض النووي للكشف عن حجم ونقاء الحمض النووي. ويشمل خزان الكهربائي، وإمدادات الطاقة، وهلام وعازلة الكهربائي.
مضخة التفريغ ونظام الترشيح: تستخدم لإزالة النفايات والمذيبات من المحلول، عادة في خطوة استخلاص الطور الصلب لتنقية الحمض النووي.
أجهزة PCR: تُستخدم أجهزة PCR لإجراء تضخيم PCR وتتضمن عادةً جهاز تدوير حراري وأنابيب أو ألواح PCR المرتبطة بها.
مكثف الفراغ: يستخدم لتركيز الحمض النووي أو عينات الحمض النووي الأخرى لإزالة الماء أو المذيبات الأخرى.
مطياف الكتلة: يمكن استخدام مطياف الكتلة لتحليل الكتلة والتركيب الجزيئي لعينة الحمض النووي أو الحمض النووي.
يعتمد اختيار الأدوات والمعدات المستخدمة على عملية تنقية الحمض النووي المحددة والمتطلبات التجريبية. قد تتطلب التجارب المختلفة أدوات مختلفة لتنفيذ خطوات مختلفة لضمان الحصول على عينة عالية الجودة من الحمض النووي.
العربية
