磁珠法分离纯化DNA片段

 磁珠法是一种固相载体可逆化固定（SPRI）的分离纯化方法，主要原理为：在不同浓度的PEG（polyethylene glycol；聚乙二醇）中，会有不同片段大小的DNA吸附在磁珠的羧基修饰层上，这些DNA可以再溶解在水中，以此来洗脱回收。

    实验使用的磁珠分为五层（图1；直径1微米），由内而外依次为：聚苯乙烯材料的核心、超顺磁材料（主要为四氧化三铁）、**层聚苯乙烯材料、**层超顺磁材料以及表面粗糙的羧基修饰层。粗糙的表面更利于核酸与羧基修饰层结合。

图1.磁珠各层成分

 在整个体系中，PEG的浓度是影响DNA回收的决定性因素（其他因素还包括DNA大小和浓度、盐离子浓度、作用时间等等）。DNA在一定浓度的PEG存在条件下，NaCl或MgCl2促进下，使DNA发生脱水反应，分子构象会发生急剧变化，由线状被压缩形成卷曲球状，继而聚集沉淀，同时随PEG分子量、浓度以及盐浓度的不同，不同长度的DNA可以被选择性的沉淀出来。在磁珠体系中，特定分子量（常用的是PEG8000）的PEG的功能主要是与盐离子共同作用，改变不同长度DNA的分子构象，同时增加体系的粘稠程度，使磁珠在其中处于悬浮状态，不易沉降，增加磁珠在空间位置的碰撞与排斥，从而增加核酸与磁珠的聚集效率与效果，除此之外，PEG与蛋白质具有相容性，也可去除样品中的蛋白质。

图2. 磁珠与DNA结合示意图

当前主流观点认为，处于PEG和盐离子环境中的DNA，因脱水作用而发生分子构象改变后，会暴露出磷酸骨架上大量的带负电荷的磷酸基团，与表面带负电荷的羧基磁珠结合。负负电荷之间的作用是由于带正电荷的盐离子的作用（如Na+；图2）。带负电的磷酸基团借由解离的盐离子（如Na+）与羧基形成离子桥，使DNA被特异性吸附到羧基磁珠表面。当PEG和盐类被去除之后，加入水性分子，会快速充分水化DNA，解除其三者之间的离子相互作用，使得吸附到磁珠的DNA被纯化出来。

操作的具体步骤如下图3（0.6x代表DNA溶液体积的0.6倍；该倍数要依据各自不同的实验体系自行检测调整）：

图3.磁珠法分离400-600bp DNA片断的步骤

  如果只是分离纯化单条带PCR产物，我们通常使用1.2x的磁珠，与PCR产物在EP管内混合后放在磁力架上1分钟，丢弃上清，70%酒精洗涤两次后室温干燥，然后将EP管从磁力架上取下，TE或者纯水与磁珠混合，然后放回磁力架取上清，整个过程耗时约15分钟。

磁珠DNA分离法中多次使用了磁力架，来使磁珠聚合并方便除去洗脱液。一般进口磁力架（针对EP管或者96孔PCR板）约1000-5000人民币，而我们实验室（中国海洋大学海洋生物多样性与进化研究所-进化基因组学研究室）能够通过３D打印机自行打印并使用了稀土材料制作的高强永磁铁，效果甚至好于商业化产品。具体制作方法我们会在之后的推送中介绍。

上述产品齐岳生物均可供应，仅用于科研1

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