磁珠纯化原理

磁珠法纯化DNA原理

磁珠法核酸纯化技术采用了纳米级磁珠微珠，这种磁珠微珠的表面标记了一种官能团，能同核酸发生吸附反应。硅磁(Magnetic Silica Particle)就是指磁珠微珠表面包裹一层硅材料，来吸附核酸，其纯化原理类型于玻璃奶的纯化方式

AMPure bead ：1.2M NaCl，7% PEG8000

标准的AMPure xp是用来筛选掉100bp的DNA片段，通过改变PEG8000的含量可改变至（MAX 300bp，MIN 50bp），PEG8000的浓度越高越能筛选出片段小的DNA Streptavidin magnetic bead (链霉亲和素磁珠)：

Streptavidin（SA）链霉亲和素，magnetic磁性的，亲和素能与生物素之间存在强度最高的非共价作用（称作BAS系统）二者结合形成复合物的解离常数很小，呈不可逆反应性；而且酸、碱、变性剂、蛋白溶解酶以及有机溶剂均不影响其结合。

玻璃奶：

是一种白色硅颗粒，能0.2kb到50kb大小的DNA（双链，单链，线状，超螺旋），结合原理：在高盐状态下，玻璃奶周围的负电荷被打破，并允许DNA磷酸负电荷与玻璃奶特异性结合，在低盐时（H20或1X TE）溶解分离

DNA<100bp时，高盐状态下结合率高；DNA>100bp时，低盐状态下结合率高；pH<7.0时，结合率高。

氧化硅羟基磁珠：此种微球具有核壳结构，即超顺磁性核心以及无机氧化硅外壳，硅烷醇集团（羟基）在chaotropic（盐酸胍、异硫酸氰胍等）存在条件下，能够与溶液中的核酸通过疏水作用、氢键作用和静电作用等发生特异性结合，而不与蛋白质和其它杂质结合

氧化硅羧基磁珠：该磁珠表面修饰有羧基官能团，能够在特殊试剂（如EDC）作用下将蛋白、寡聚核苷酸等生物配体共价偶联到磁珠表面，可应用在蛋白纯化，核酸纯化，亲和层析等领域。

DNA测序原理和方法.

DNA测序原理和方法 DNA序列测定分手工测序和自动测序，手工测序包括Sanger双脱氧链终止法和Maxam-Gilbert化学降解法。自动化测序实际上已成为当今DNA序列分析的主流。美国PE ABI公司已生产出373型、377型、310型、3700和3100型等DNA测序仪，其中310型是临床检测实验室中使用最多的一种型号。本实验介绍的是ABI PRISM 310型DNA测序仪的测序原理和操作规程。 【原理】ABI PRISM 310型基因分析仪(即DNA测序仪)，采用毛细管电泳技术取代传统的聚丙烯酰胺平板电泳，应用该公司专利的四色荧光染料标记的ddNTP(标记终止物法)，因此通过单引物PCR测序反应，生成的PCR产物则是相差1个碱基的3''''末端为4种不同荧光染料的单链DNA混合物，使得四种荧光染料的测序PCR产物可在一根毛细管内电泳，从而避免了泳道间迁移率差异的影响，大大提高了测序的精确度。由于分子大小不同，在毛细管电泳中的迁移率也不同，当其通过毛细管读数窗口段时，激光检测器窗口中的CCD(charge-coupled device)摄影机检测器就可对荧光分子逐个进行检测，激发的荧光经光栅分光，以区分代表不同碱基信息的不同颜色的荧光，并在CCD摄影机上同步成像，分析软件可自动将不同荧光转变为DNA序列，从而达到DNA测序的目的。分析结果能以凝胶电泳图谱、荧光吸收峰图或碱基排列顺序等多种形式输出。 它是一台能自动灌胶、自动进样、自动数据收集分析等全自动电脑控制的测定DNA片段的碱基顺序或大小和定量的高档精密仪器。PE公司还提供凝胶高分子聚合物，包括DNA测序胶(POP 6)和GeneScan胶(POP 4)。这些凝胶颗粒孔径均一，避免了配胶条件不一致对测序精度的影响。它主要由毛细管电泳装置、Macintosh电脑、彩色打印机和电泳等附件组成。电脑中则包括资料收集，分析和仪器运行等软件。它使用最新的CCD摄影机检测器，使DNA 测序缩短至2.5h，PCR片段大小分析和定量分析为10～40min。 由于该仪器具有DNA测序，PCR片段大小分析和定量分析等功能，因此可进行DNA测序、杂合子分析、单链构象多态性分析(SSCP)、微卫星序列分析、长片段PCR、RT-PCR(定量PCR)等分析，临床上可除进行常规DNA测序外，还可进行单核苷酸多态性(SNP)分析、基因突变检测、HLA配型、法医学上的亲子和个体鉴定、微生物与病毒的分型与鉴定等。【试剂与器材】 1．BigDye测序反应试剂盒主要试剂是BigDye Mix，内含PE专利四色荧光标记的ddNTP 和普通dNTP，AmpliTaq DNA polymerase FS，反应缓冲液等。 2．pGEM-3Zf (+) 双链DNA对照模板0.2g/L，试剂盒配套试剂。 3．M13(-21)引物TGTAAAACGACGGCCAGT，3.2μmol/L，即3.2pmol/μl，试剂盒配套试剂。 4．DNA测序模板可以是PCR产物、单链DNA和质粒DNA等。模板浓度应调整在PCR 反应时取量1μl为宜。本实验测定的质粒DNA，浓度为0.2g/L，即200ng/μl。 5．引物需根据所要测定的DNA片段设计正向或反向引物，配制成3.2μmol/L，即3.2pmol/μl。如重组质粒中含通用引物序列也可用通用引物，如M13(-21)引物，T7引物等。 6．灭菌去离子水或三蒸水。 7．0.2ml或和0.5ml的PCR管盖体分离，PE公司产品。 8．3mol/L 醋酸钠(pH5.2) 称取40.8g NaAc·3H2O溶于70ml蒸馏水中，冰醋酸调pH至5.2，定容至100ml，高压灭菌后分装。 9．70%乙醇和无水乙醇。 10．NaAc/乙醇混合液取37.5ml无水乙醇和2.5ml 3mol/L NaAc混匀，室温可保存1年。11．POP 6测序胶ABI产品。

磁珠提取DNA原理 (2)

磁珠纯化DNA原理 1、DNA与磁珠作用原理 分选磁珠的作用原理就是基于一种固相载体可逆化固定(SPRI)的分离纯化 方法。磁珠体系中一般包含:磁珠、DNA、聚乙二醇(PEG)、以及盐离子等,在一定浓度的PEG与盐离子环境中,DNA可吸附到羧基修饰的高分子磁珠表面(即固相载体),该过程就是可逆的,在适当条件下,结合的DNA分子可以被洗脱回收。 纳米级别的磁珠表面性质不同,分离原理也不尽相同,但基本上固态的球状 材料组成并无太大差异,基础结构一般分为3层,最内层的核心就是聚苯乙烯、第二层包裹磁性物质——四氧化三铁(Fe3O4),最外层表面就是羧基(-COOH)修饰 的高分子材料所构成,其中羧基行使与核酸结合的工作。 在整个体系中,PEG就是影响DNA回收的决定性因素(其她因素还包括DNA 大小与浓度、盐离子浓度、孵育时间等等)。DNA在一定浓度的PEG存在条件下,NaCl或MgCl2促进条件下,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,特定分子量的PEG的功能主要就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,使磁珠存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。 当处于PEG与盐离子环境中的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,但如何解释负负电荷之间的作用,目前还不得而知。但普遍认为,这就是由于带正

磁珠纯化DNA的原理

磁珠起源 磁珠目前广泛应用于NGS实验中，DNA、RNA的纯化，片段筛选……今天，我们就聊一聊磁珠。 首先说一下磁珠的起源： 磁珠的发明构想最初来自于挪威科技大学的化学家John Ugelstad，他在1976年以聚苯乙烯(Polystyrene)为主要材料，制造出均匀磁化的球体粒子。1979年Vogelstein等报道在高浓度碘化钠存在下玻璃粉末作为吸附剂用于从琼脂糖凝胶中提取DNA片段，而后基于硅胶和其他具有亲水性表面的载体的固相核酸纯化技术广泛发展起来（Vogelstein B,Gillespiet D. Proc https://www.wendangku.net/doc/df16280913.html,A，1979,76(2):615～619）。基于磁性微粒的核酸纯化方法就是其中的一种 现代分子生物学和医学对高通量，高灵敏度，自动化操作的需求也是与日俱增，于是20世纪90年代，磁珠法DNA提取技术由此得到了大力发展。硅质膜磁珠是一类最早出现基于硅介质与核酸特异结合的原理而发展起来的的产品，它广泛应用于DNA、RNA的纯化。与离心柱法原理相同，离心柱法所采用的硅胶膜实际上就是玻璃纤维，而磁珠之所以能够结合核酸也是因为其表面包被了玻璃纤维。硅质膜二氧化硅磁珠具有超顺磁性内核和二氧化硅外壳，表面修饰大量的硅羟基。磁珠表面的硅羟基能够与溶液中的核酸通过氢键和静电作用发生特异性结合，在高盐条件下与核酸结合，而在低盐环境下被洗脱，这样就可以直接从复杂的生物体系中迅速分离核酸。 到现在纳米级别的磁珠发展已经各式各样了，表面性质各不相同，分离原理也不尽相同。 但基本上固态的球状材料组成并无太大差异，基础结构一般分为3层，最内层的核心是聚苯 乙烯、第二层包裹磁性物质——四氧化三铁（Fe3O4），最外层表面是官能基团修饰的高分 子材料所构成，其中官能基团行使与核酸结合的工作，提取、生物素捕获、片段筛选功能的 不同，表面官能基团不同。当然不仅磁珠应用在核酸制备上，在化学发光、细胞分选、蛋白 纯化等应用磁珠依然是大显身手，是因为不同的官能基团，或者偶联其它，如蛋白抗体等。 毋庸置疑，NGS上用的最多还是我们的老熟人——贝克曼的XP磁珠。这种羧化磁珠比 羟基磁珠产量更高，非特异性结合更少。XP磁珠采用SPRI（固相可逆固定化）技术：在较 高浓度的PEG和NaCl导致DNA分子水化层脱去，DNA胶体热力学稳定性破坏，构象也随之 改变，带负电荷的磷酸基团大量暴露在外面；带负电荷的磷酸基团通过Na+与羧基形成“电

磁珠法分离纯化DNA原理及其步骤

磁珠法分离纯化DNA原理及其步骤 日期：2012-05-22 来源：互联网 标签：核酸纯化核酸分离磁珠法纯化DNA 摘要: 磁珠法纯化DNA主要是利用利息交换吸附材料吸附核酸，从而将核酸和蛋白质等其细胞中其他物质分离。本文主要概述了磁珠法纯化DNA原理、核酸分离与纯化的原则、核酸分离与纯化的步骤。 欢度大力神杯之夏，参与BRAND竞猜活动，获赠BRAND产品！ GeneCopoeia：qPCR mix免费试用体验活动开始！ 磁珠法纯化DNA主要是利用利息交换吸附材料吸附核酸，从而将核酸和蛋白质等其细胞中其他物质分离。本文主要概述了磁珠法纯化DNA原理、核酸分离与纯化的原则、核酸分离与纯化的步骤。 磁珠法纯化DNA原理 磁珠法核酸纯化技术采用了纳米级磁珠微珠，这种磁珠微珠的表面标记了一种官能团，能同核酸发生吸附反应。硅磁(Magnetic Silica Particle)就是指磁珠微珠表面包裹一层硅材料，来吸附核酸，其纯化原理类型于玻璃奶的纯化方式。离心磁珠是指磁珠微珠表面包裹了一层可发生离心交换的材料(如DEAE，COOH)等，从而达到吸附核酸目的。不同性质的磁珠微珠所对应的纯化原理是不一致。使用磁珠法来纯化核酸的最大优点就是自动化。磁珠在磁场条件下可以发生聚集或分散，从而可彻底摆脱离心等所需的手工操作流程。Omega拥有全面的磁珠法核酸分离试剂盒，基于这种技术的试剂盒，名称前都有’Mag-Bind’。 核酸分离与纯化的原则 核酸在细胞中总是与各种蛋白质结合在一起的。核酸的分离主要是指将核酸与蛋白质、多糖、脂肪等生物大分子物质分开。在分离核酸时应遵循以下原则:保证核酸分子一级结构的完整性：排除其他分子污染。 核酸分离与纯化的步骤 大多数核酸分离与纯化的方法一般都包括了细胞裂解、酶处理、核酸与其他生物大分子物质分离、核酸纯化等几个主要步骤。每一步骤又可由多种不同的方法单独或联合实现。 1. 细胞裂解:核酸必须从细胞或其他生物物质中释放出来。细胞裂解可通过机械作用、化学作用、酶作用等方法实现。 (1) 机械作用:包括低渗裂解、超声裂解、微波裂解、冻融裂解和颗粒破碎等物理裂解方法。这些方法用机械力使细胞破碎,但机械力也可引起核酸链的断裂,因而不适用于高分子量长链核酸的分离。有报道超声裂解法提取的核酸片段长度从< 500bp ～> 20kb 之间,而颗粒匀浆法提取的核酸一般< 10kb。

全自动磁珠提取纯化系统416-1

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新一代的磁珠系统——Thermo Scienti ? c KingFisher Flex 以无可比拟的速度工作 灵活的配置满足用户的需求 创新的KingFisher专利技术带来了真正的速度——在15-30min 内纯化96个样品，是真正引领市场的自动化仪器。速度的提升，使研究者从繁琐重复的纯化工作中解放出来，使您可以专注于更有意义的工作。同样重要的是，通过KingFisher系统的自动平行样品处理，样品之间的交叉污染和试剂浪费现象被有效消除。 KingFisher Flex主机可以任选一种磁头，从小体积的分析型KF96PCR磁头、到超高产率的KF24DW磁头，满足用户一切的工作需要。使用24道磁头和24孔深孔板，可将工作体积增加至5ml；而使用96道磁头和相应的96孔板，可一次处理96个样品。特别设计的热块与KingFisher耗材底部的完美结合，可以实现±1℃的温度准确性。新的USB接口设计，使得主机与电脑的连接更加方便。 源自KingFisher 96经典设计的KingFisher家族最新产品——KingFisher Flex，是市场上功能最强、通量最高，使用最灵活的磁珠提取纯化平台。KingFisher Flex系统，除了可以使用KingFisher 96所有的三种磁头(KF96DW、KF96、KF96PCR)之外，还可以选择使用最新推出的KF24DW磁头。KF24DW磁头的最大推荐工作体积达到5ml，与之前的KF96DW相比，其效率增加了10倍。新的24道深孔板磁头 KF96DW和KF24DW的全血基因组DNA的提取效率比较。 使用InviMag Blood DNA Kit。 新的图形化人机界面与控制面板 新设计的图形化超大LCD人机界面，可以显示更多的程序信息，运行状态和参数一目了然。多达100个程序的存储空间，辅以直观的图形显示，对不同的应用如DNA、蛋白、细胞、细菌、动物、植物、人、病毒等，进行分类管理，程序切换十分迅速。 增强的控制面板，带四方向键、START/PAUSE/STOP/OK和顺/逆时针键，使程序操作极为简单。系统内置常用的维护工具，包括磁头更换、磁头检查、热块更换等，向导式的操作 使仪器维护更为简便。 KingFisher Flex的图形化用户界面 KingFisher Flex的控制面板 三种不同来源的试剂(Invitek、Agowa和Qiagen)都可成功应用于1ml全血中DNA的纯化 Kit1 Kit2 Kit3

第四章 核酸分离纯化

第四章核酸分离纯化 一、学习目标 掌握 DNA和RNA分离纯化的步骤、原则和常用方法。 熟悉常见临床分子生物学检验标本的种类、标本处理的一般原则。 二、重点和难点内容 （一）临床分子生物学检验标本的主要种类： 血液标本（全血、血清、血浆、外周血单个核细胞）、分泌物标本（鼻咽分泌物、生殖道分泌物、唾液、痰液、胃液等）、组织标本等。 （二）临床分子生物学检验标本的主要处理原则： （1）适时、适量采集标本。 （2）低温运送与保存。 （三）核酸分离纯化的步骤： （1）制备细胞及破碎细胞。 （2）消化蛋白质，去除与核酸结合的蛋白质、多糖及脂类等生物大分子。 （3）去除其它不需要的核酸分子。 （4）沉淀核酸，去除盐类、有机溶剂等杂质。 （四）核酸分离纯化的原则：

（1）维持完整度（抑制DNA酶或RNA酶对DNA或RNA 的降解活性）。 （2）确保高纯度。 （五）分离纯化后的理想DNA样品应具备的条件： （1）不含对后续检测所用酶（如后续PCR检测所用酶：DNA聚合酶）的活性有抑制作用的有机溶剂和高浓度的金属离子。 （2）最大程度上避免蛋白质、多糖和脂类的污染。 （3）排除RNA分子的污染与干扰。 （六）核酸分离纯化的方法： （1）基因组DNA 的分离纯化 酚抽提法 吸附柱法（原理：基于高盐缓冲系统下，DNA与硅基质的可逆结合来分离纯化DNA） 磁珠法（原理：基于磁珠表面修饰的对DNA有吸附作用的官能基团，通过其与DNA的可逆结合、磁场对磁珠的作用来分离纯化DNA） （2）总RNA的分离纯化 Trizol (异硫氰酸胍&苯酚混合液)法 总RNA提取试剂盒(吸附柱法&磁珠法) （3）mRNA的分离纯化 寡聚(dT)-纤维素柱层析法

磁珠纯化原理

磁珠法纯化D N A原理磁珠法核酸纯化技术采用了纳米级磁珠微珠，这种磁珠微珠的表面标记了一种官能团，能同核酸 发生吸附反应。硅磁(Magnetic Silica Particle)就是指磁珠微珠表面包裹一层硅材料，来吸附核酸，其纯化原理类型于玻璃奶的纯化方式 AMPure bead ：NaCl，7% PEG8000 标准的AMPure xp是用来筛选掉100bp的DNA片段，通过改变PEG8000的含量可改变至（MAX 300bp，MIN 50bp），PEG8000的浓度越高越能筛选出片段小的DNA Streptavidin magnetic bead (链霉亲和素磁珠)： Streptavidin（SA）链霉亲和素，magnetic磁性的，亲和素能与生物素之间存在强度最高的非共价作用（称作BAS系统）二者结合形成复合物的解离常数很小，呈不可逆反应性；而且酸、碱、 变性剂、蛋白溶解酶以及有机溶剂均不影响其结合。 玻璃奶： 是一种白色硅颗粒，能到50kb大小的DNA（双链，单链，线状，超螺旋），结合原理：在高盐状态下，玻璃奶周围的负电荷被打破，并允许DNA磷酸负电荷与玻璃奶特异性结合，在低盐时 （H20或1X TE）溶解分离 DNA<100bp时，高盐状态下结合率高；DNA>100bp时，低盐状态下结合率高；pH<时，结合 率高。 氧化硅羟基磁珠：此种微球具有核壳结构，即超顺磁性核心以及无机氧化硅外壳，硅烷醇集团（羟基）在chaotropic（盐酸胍、异硫酸氰胍等）存在条件下，能够与溶液中的核酸通过疏水作用、氢键作用和静电作用等发生特异性结合，而不与蛋白质和其它杂质结合 氧化硅羧基磁珠：该磁珠表面修饰有羧基官能团，能够在特殊试剂（如EDC）作用下将蛋白、寡聚核苷酸等生物配体共价偶联到磁珠表面，可应用在蛋白纯化，核酸纯化，亲和层析等领域。

高通量测序：第二代测序技术详细介绍

高通量测序：第二代测序技 术详细介绍 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

在过去几年里，新一代DNA 测序技术平台在那些大型测序实验室中迅猛发展，各种新技术犹如雨后春笋般涌现。之所以将它们称之为新一代测序技术（next-generation sequencing），是相对于传统Sanger 测序而言的。Sanger 测序法一直以来因可靠、准确，可以产生长的读长而被广泛应用，但是它的致命缺陷是相当慢。十三年，一个人类基因组，这显然不是理想的速度，我们需要更高通量的测序平台。此时，新一代测序技术应运而生，它们利用大量并行处理的能力读取多个短DNA 片段，然后拼接成一幅完整的图画。 Sanger 测序大家都比较了解，是先将基因组DNA 片断化，然后克隆到质粒载体上，再转化大肠杆菌。对于每个测序反应，挑出单克隆，并纯化质粒DNA。每个循环测序反应产生以ddNTP 终止的，荧光标记的产物梯度，在测序仪的96 或384 毛细管中进行高分辨率的电泳分离。当不同分子量的荧光标记片断通过检测器时，四通道发射光谱就构成了测序轨迹。 在新一代测序技术中，片断化的基因组DNA 两侧连上接头，随后运用不同的步骤来产生几百万个空间固定的PCR 克隆阵列（polony）。每个克隆由单个文库片段的多个拷贝组成。之后进行引物杂交和酶延伸反应。由于所有的克隆都是系在同一平面上，这些反应就能够大规模平行进行。同样地，每个延伸所掺入的荧光标记的成像检测也能同时进行，来获取测序数据。酶拷问和成像的持续反复构成了相邻的测序阅读片段。

Solexa 高通量测序原理 --采用大规模并行合成测序法(SBS, Sequencing-By-Synthesis)和可逆性末端终结技术（Reversible Terminator Chemistry） --可减少因二级结构造成的一段区域的缺失。 --具有高精确度、高通量、高灵敏度和低成本等突出优势 --可以同时完成传统基因组学研究（测序和注释）以及功能基因组学（基因表达及调控，基因功能，蛋白/核酸相互作用）研究 ----将接头连接到片段上，经 PCR 扩增后制成 Library 。 ----随后在含有接头（单链引物）的芯片（ flow cell ）上将已加入接头的 DNA 片段变成单链后通过与单链引物互补配对绑定在芯片上，另一端和附近的另外一个引物互补也被固定，形成“桥” ----经30伦扩增反应，形成单克隆DNA簇 ----边合成边测序（Sequencing By Synthesis）的原理，加入改造过的DNA 聚合酶和带有4 种荧光标记的dNTP。这些dNTP是“可逆终止子”，其3’羟基末端带有可化学切割的基团，使得每个循环只能掺入单个碱基。此时，用激光扫描反应板表面，读取每条模板序列第一轮反应所聚合上去的核苷酸种类。之后，将这些基团化学切割，恢复3'端粘性，继续聚合第二个核苷酸。如此继续下去，直到每条模板序列都完全被聚合为双链。这样，统计每轮收集到的荧光信号结果，就可以得知每个模板DNA 片段的序列。目前的配对末端读长可达到2×50 bp，更长的读长也能实现，但错误率会增高。读长会受到多个引起信号衰减的因素所影响，如荧光标记的不完全切割。 Roche 454 测序技术 “一个片段 = 一个磁珠 = 一条读长（One fragment =One bead = One read）”

DNA第一代,第二代,第三代测序的介绍

原理是：核酸模板在DNA聚合酶、引物、4 种单脱氧核苷三磷酸 ( d NTP，其中的一种用放射性P32标记 )存在条件下复制时，在四管反应系统中分别按比例引入4种双脱氧核苷三磷酸 ( dd NTP )，因为双脱氧核苷没有3’-O H，所以只要双脱氧核苷掺入链的末端，该链就停止延长，若链端掺入单脱氧核苷，链就可以继续延长。如此每管反应体系中便合成以各自 的双脱氧碱基为3’端的一系列长度不等的核酸片段。反应终止后，分4个泳道进行凝胶电泳，分离长短不一的核酸片段，长度相邻的片段相差一个碱基。经过放射自显影后，根据片段3’端的双脱氧核苷，便可依次阅读合成片段的碱基排列顺序。Sanger法因操作简便，得到广泛的应用。后来在此基础上发展出多种DNA 测序技术，其中最重要的是荧光自动测序技术。 荧光自动测序技术荧光自动测序技术基于Sanger 原理，用荧光标记代替同位素标记，并用成像系统自动检测，从而大大提高了D NA测序的速度和准确性。20世纪80 年代初Jorgenson 和 Lukacs提出了毛细管电泳技术( c a p il l ar y el ect r ophor es i s )。1992 年美国的Mathies实验室首先提出阵列毛细管电泳 ( c a p il l ar y ar r a y el ectr ophor es i s ) 新方法，并采用激光聚焦荧光扫描检测装置，25只毛细管并列电泳，每只毛细管在内可读出350 bp，DNA 序列,分析效率可达6 000 bp/h。1995年Woolley研究组用该技术进行测序研究，使用四色荧光标记法，每个毛细管长，在9min内可读取150个碱基，准确率约 97 % 。目前, 应用最广泛的应用生物系统公司 ( ABI ) 37 30 系列自动测序仪即是基于毛细管电泳和荧光标记技术的D NA测序仪。如ABI3730XL 测序仪拥有 96 道毛细管, 4 种双脱氧核苷酸的碱基分别用不同的荧光标记, 在通过毛细管时 不同长度的 DNA 片段上的 4 种荧光基团被激光激发, 发出不同颜色的荧光, 被 CCD 检测系统识别, 并直接翻译成 DNA 序列。 杂交测序技术杂交法测序是20世纪80年代末出现的一种测序方法, 该方法不同于化学降解法和Sanger 法, 而是利用 DNA杂交原理, 将一系列已知序列的单链寡核苷酸片段固定在基片上, 把待测的 DN A 样品片段变性后与其杂交, 根据杂交情况排列出样品的序列

磁珠提取DNA原理

磁珠纯化DNA原理 1.DNA与磁珠作用原理 分选磁珠的作用原理是基于一种固相载体可逆化固定（SPRI）的分离纯化方法。磁珠体系中一般包含：磁珠、DNA、聚乙二醇（PEG）、以及盐离子等，在一定浓度的PEG和盐离子环境中，DNA可吸附到羧基修饰的高分子磁珠表面（即固相载体），该过程是可逆的，在适当条件下，结合的DNA分子可以被洗脱回收。 纳米级别的磁珠表面性质不同，分离原理也不尽相同，但基本上固态的球状材料组成并无太大差异，基础结构一般分为3层，最内层的核心是聚苯乙烯、第二层包裹磁性物质——四氧化三铁（Fe3O4），最外层表面是羧基（-COOH）修饰的高分子材料所构成，其中羧基行使与核酸结合的工作。 在整个体系中，PEG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、孵育时间等等）。DNA在一定浓度的PEG存在条件下，NaCl或MgCl2促进条件下，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，使磁珠存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。 当处于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，但如何解释负负电荷之间的作用，目前还不得而知。但普遍认为，这是由于带正电荷的盐离子的作用（如Na+）。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。 磁珠的出现，使得核酸制备的实验可以实现自动化，同时相较于传统的回收方式，还具有3个明显的优势：1）效率更高，以DNA为例，1μL磁珠的承载量可达7μg；2）避免使用有机溶剂，如酚类、氯仿等等，更加安全；3）操作简单，无需离心，也更有利于保留核酸的完整性。 2.蛋白酶K的作用 蛋白酶K具有降解蛋白的功能，而细胞膜主要是由蛋白质构成的富有弹性的半透性膜，因此蛋白酶K能够裂解细胞，从而DNA能够释放出来。 3. 无水乙醇沉淀DNA 用无水乙醇沉淀DNA，这是实验中最常用的沉淀DNA的方法。乙醇的优点是可以任意比和水相混溶，乙醇与核酸不会起任何化学反应，对DNA很安全，因此是理想的沉淀剂。当加入乙醇时，乙醇会夺去DNA周围的水分子，使DNA失水而易于聚合。 4.TE缓冲液溶解DNA 采用Tris-HCl（pKa=8.0）的缓冲系统，由于缓冲液是TrisH+/Tris，不存在金属离子的干扰作用，故在提取或保存DNA时，大都采用Tris-HCl系统，并且TE缓冲液中的EDTA更能稳定DNA的活性。 5.为什么用酚与氯仿抽提DNA时，还要加少量的异戊酵？ 在抽提DNA时，为了混合均匀，必须剧烈振荡容器数次，这时在混合液内易产生气泡，气泡会阻止相互间的充分作用。加入异戊醇能降低分子表面张力，所以能减少抽提过程中的泡沫产生。同时异戊醇有助于分相，使离心后的上层水相，中层变性蛋白相以及下层有机溶剂相维持稳定。

picbio 三代测序原理

三代测序之PacBio SMRT技术全解析2017-05-11 11:29 来源:基因谷技术 气温回升，天气渐暖， 花儿开了一簇又一簇~ 在这美好的季节里， 我们准备聊点新话题。 今天小编要来和你分享： PacBio SMRT测序那些事儿~

测序技术在近几年中又有里程碑的发展，Pacific Biosciences公司成功推出商业化的第三代测序仪平台，让三代测序正式走入我们的视线。与前两代相比，第三代测序有什么不同呢？今天小编带大家详细了解测序界新宠-PacBio SMRT测序平台。 PacBio SMRT测序原理 Pacific Biosciences公司研发的单分子实时测序系统（Single Molecule Real Time，SMRT）应用了边合成边测序的原理，并以SMRT芯片为测序载体。基本原理如下： 聚合酶捕获文库DNA序列，锚定在零模波导孔底部 4种不同荧光标记的dNTP随机进入零模波导孔底部 荧光dNTP被激光照射，发出荧光，检测荧光 荧光dNTP与DNA模板的碱基匹配，在酶的作用下合成一个碱基 统计荧光信号存在时间长短，区分匹配碱基与游离碱基，获得DNA序列 酶反应过程中，一方面使链延伸，另一方面使dNTP上的荧光基团脱落 聚合反应持续进行，测序同时持续进行 PacBio SMRT测序原理 PacBio SMRT的单分子测序和超长读长是如何实现的？我们重点看一下该技术的两点关键创新：分别是零模波导孔（zero-mode waveguides, ZMWs）和荧光标记在核苷酸焦磷酸链上（Phospholinked nucleotides）。

磁珠法

磁珠法提取DNA试剂盒 磁珠法提取DNA试剂盒，它是生物科学和纳米材料科学二者合一的高新技术产品，是我国DNA提取技术和纯化技术的一次大的突破，它彻底的解决了我国DNA的提取与纯化长期依赖进口的局面，其价格只有进口产品的1/3。 中文名 磁珠法提取DNA试剂盒 属性 高新技术产品 学科 生物科学和纳米材料科学二者合一 贡献 一次大的突破 价格 进口产品的1/3 技术现状 两个问题 目录 1背景 2DNA提取技术现状 3发展历程 4适用范围 5优势 1背景 众所周知,DNA提取技术是分子生物学研究的基础技术。提取DNA的纯度及结构的实验，是进行基因工程各项研究所必须的条件，DNA提取技术是DNA检验的第一步骤，也是最关键的步骤。能否成功地进行DNA检验，完全取决于能否从生物检材中获得纯量的DNA。DNA提取技术的优劣，将直接关系下游实验的安全与成败。 2DNA提取技术现状 就我国的DNA提取技术现状来讲，主要存在以下两个问题： 1，技术发展滞后。现在采用的DNA提取技术仍然停留chelex—100法。有机提取法等常规方法上，存在着提取DNA不纯、耗时、效率低，不能定量提取和DNA提取后扩增成功率低等诸多缺陷。 2，缺少自主的知识产权。美国、德国、挪威、芬兰等国家的生物公司，这些年来相继开发的新的DNA提取试剂盒，成功的解决了DNA提取纯化和定量提取等很多的难题，尤其是

磁珠法可以实现自动化提取的技术更加的诱人。但由于这些试剂盒基于专利技术，价格昂贵，不可能在国内推广使用。应用于建立DNA数据库所需大量的生物样本的提取，更是可望不可及的事情。 3发展历程 2005年7月25日，磁珠法提取DNA试剂盒在公安部第三期法医物证检验技术推广班上受到参会百余名专家学者的一致认可。 2005年11月30日，磁珠法提取DNA试剂盒通过公安部刑事技术产品质量监督检验中心检验。 2005年8月12日，磁珠法提取DNA试剂盒在教育部、初高中生物实验课经验交流会议上受到来自生物实验课知道老师的一致认可和好评。 2006年3月，中国动植物检验检疫所、国家质检总局食品安全局，农业部食品局达成意向，由动植物检验检疫研究所牵头，用磁珠法提取DNA试剂盒进行食品和实用油脂中转基因植物成分定性检测、试验。 4适用范围 磁珠法提取DNA试剂盒是纳米技术、分子生物学技术、生物医学技术和法医学技术的综合高科技产品。可广泛应用于分子生物学中的基因组研究、分子进化研究、医学中遗传病的研究、突变基因的检测、肿瘤的筛查、HPV等的检测、HLA分型、移植配型等、法医学生物样本血斑、精斑、头发、烟蒂等现场证物的检测、和司法上的亲子鉴定、血缘关系的鉴定等提供证据、考古学、大中小学的生物试验等许多领域。磁珠法提取DNA试剂盒要比传统的方法，例如：Chelex100 法、有机法、二氧化硅法、盐析法等更为简单、方便，转移离心管的次数较少，不易污染等。磁珠法在DNA纯化、微量检裁及PCR扩增等方面是其它方法不可代替的。 5优势 独特的裂解液/蛋白酶K迅速裂解细胞并灭活细胞内核酸酶，然后基因组DNA选择性吸附于磁珠，再通过一系列快速的漂洗-分离的步骤，抑制物去除液和漂洗液将细胞代谢物、蛋白等杂质去除，最后用双蒸水即可将纯净基因组DNA从磁珠上洗脱。 产品特点： ·不使用有毒的苯酚等试剂，也不需要乙醇沉淀等步骤，而且省去了离心步骤。 ·快速简捷，一般可在36分钟内完成。 ·不用多次漂洗磁珠也可确保高纯度，提取出的基因组DNA OD260/OD280典型的比值达1.7-1.9， 长度可达2 0 k b - 5 0 k b，可直接用于P C R、Southern-blot和各种酶切反应。 ·洗脱液可以用双蒸水代替，不影响下游酶切、连接等反应。 ·适用范围： 新鲜植物、动物组织，高温干燥过 DNA破坏比较严重的植物、动物组织，海洋生物，法医鉴定，新鲜哺乳动物血液或干血点，转基因食品

高通量测序：第二代测序技术详细介绍

在过去几年里，新一代DNA 测序技术平台在那些大型测序实验室中迅猛发展，各种新技术犹如雨后春笋般涌现。之所以将它们称之为新一代测序技术（next-generation sequencing），是相对于传统Sanger 测序而言的。Sanger 测序法一直以来因可靠、准确，可以产生长的读长而被广泛应用，但是它的致命缺陷是相当慢。十三年，一个人类基因组，这显然不是理想的速度，我们需要更高通量的测序平台。此时，新一代测序技术应运而生，它们利用大量并行处理的能力读取多个短DNA 片段，然后拼接成一幅完整的图画。 Sanger 测序大家都比较了解，是先将基因组DNA 片断化，然后克隆到质粒载体上，再转化大肠杆菌。对于每个测序反应，挑出单克隆，并纯化质粒DNA。每个循环测序反应产生以ddNTP 终止的，荧光标记的产物梯度，在测序仪的96或384 毛细管中进行高分辨率的电泳分离。当不同分子量的荧光标记片断通过检测器时，四通道发射光谱就构成了测序轨迹。 在新一代测序技术中，片断化的基因组DNA 两侧连上接头，随后运用不同的步骤来产生几百万个空间固定的PCR 克隆阵列（polony）。每个克隆由单个文库片段的多个拷贝组成。之后进行引物杂交和酶延伸反应。由于所有的克隆都是系在同一平面上，这些反应就能够大规模平行进行。同样地，每个延伸所掺入的荧光标记的成像检测也能同时进行，来获取测序数据。酶拷问和成像的持续反复构成了相邻的测序阅读片段。

Solexa高通量测序原理 --采用大规模并行合成测序法(SBS,Sequencing-By-Synthesis)和可逆性末端终结技术（ReversibleTerminatorChemistry） --可减少因二级结构造成的一段区域的缺失。 --具有高精确度、高通量、高灵敏度和低成本等突出优势 --可以同时完成传统基因组学研究（测序和注释）以及功能基因组学（基因表达及调控，基因功能，蛋白/核酸相互作用）研究 ----将接头连接到片段上，经PCR扩增后制成Library。 ----随后在含有接头（单链引物）的芯片（flowcell）上将已加入接头的DNA片段变成单链后通过与单链引物互补配对绑定在芯片上，另一端和附近的另外一个引物互补也被固定，形成“桥” ----经30伦扩增反应，形成单克隆DNA簇 ----边合成边测序（Sequencing By Synthesis）的原理，加入改造过的DNA 聚合酶和带有4 种荧光标记的dNTP。这些dNTP是“可逆终止子”，其3’羟基末端带有可化学切割的基团，使得每个循环只能掺入单个碱基。此时，用激光扫描反应板表面，读取每条模板序列第一轮反应所聚合上去的核苷酸种类。之后，将这些基团化学切割，恢复3'端粘性，继续聚合第二个核苷酸。如此继续下去，直到每条模板序列都完全被聚合为双链。这样，统计每轮收集到的荧光信号结果，就可以得知每个模板DNA 片段的序列。目前的配对末端读长可达到2×50 bp，更长的读长也能实现，但错误率会增高。读长会受到多个引起信号衰减的因素所影响，如荧光标记的不完全切割。 Roche 454 测序技术 “一个片段= 一个磁珠= 一条读长（One fragment =One bead = One read）”

磁珠提取DNA原理

. 磁珠纯化DNA原理1.DNA与磁珠作用原理）的分离纯化方分选磁 珠的作用原理是基于一种固相载体可逆化固定（SPRI）、以及盐离子等，在、聚乙二醇（PEG法。磁珠体系中一般包含：磁珠、DNA（即DNA可吸附到羧基修饰的高分子磁珠表面一定浓度的PEG和盐离子环境中，分子可以被洗脱回固相载体），该过程是可逆的，在适当条件下，结合的DNA收。 纳米级别的磁珠表面性质不同，分离原理也不尽相同，但基本上固态的球状第最内层的核心是聚苯乙烯、材料组成并无太大差异，基础结构一般分为3层，O）修四氧化三铁（Fe），最外层表面是羧基（-COOH二层包裹磁性物质——43饰的高分子材料所构成，其中羧基行使与核酸结合的工作。 DNA回收的决定性因素（其他因素还包括DNA在整个体系中，PEG是影响存在条件PEG大小和浓度、盐离子浓度、孵育时间等等）。DNA在一定浓度的发生脱水反应，分子构象会发生急剧变NaCl或MgCl促进条件下，使DNA下，2分子量、浓度以PEG化，由线状被压缩形成卷曲球状，继而聚集沉淀，同时随可以被选择性的沉淀出来。在磁珠体系中，DNA及盐浓度的不同，不同长度的的分子DNA 的功能主要是与盐离子共同作用，特定分子量的PEG改变不同长度构象，同时增加体系的粘稠程度，使磁珠存在其中处于悬浮状态，不易沉降，增除此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，与蛋白质具有相容性，也可去除样品中的蛋白质。PEG之外，

，因脱水作用而发生分子构象改变后，当处于PEGDNA和盐离子环境中的与表面带负电荷的羧基磁珠结会暴露出磷酸骨架上大量的带负电荷的磷酸基团，1 / 2 . 合，但如何解释负负电荷之间的作用，目前还不得而知。但普遍认为，这是由于 +）。带负电的磷酸基团借由解离的盐离子（如Na带正电荷的盐离子的作用（如Na+和盐PEG）与羧基形成离子桥，使DNA被特异性吸附到羧基磁珠表面。当， 解除其三者之间的离子DNA类被去除之后，加入水性分子，会快速充分水化被纯化出来。DNA相互作用，使得吸附到磁珠的 磁珠的出现，使得核酸制备的实验可以实现自动化，同时相较于传统的回收磁珠的承载量DNA为例，1μL3方式，还具有个明显的优势：1）效率更高，以操作简单，3）更加安全；；2）避免使用有机溶剂，如酚类、氯仿等等，可达7μg 无需离心，也更有利于保留核酸的完整性。 K的作用2.蛋白酶而细胞膜主要是由蛋白质构成的富有弹性的K具有降解蛋白的功能，蛋白酶能够释放出来。半透性膜，因此蛋白酶K能够裂解细胞，从而DNADNA 无水乙醇沉淀3. 的方法。乙醇的优点是DNA 用无水乙醇沉淀DNA，这是实验中最常用的沉淀因此乙醇与核酸不会起任何化学反应，可以任意比和水相混溶，对DNA很安全，失水而周围的水分子，使DNADNA是理想的沉淀剂。当加入乙醇时，乙醇会夺去易于聚合。DNA 4.TE缓冲液溶解，不存）的缓冲系统，由于缓冲液是TrisH+/Tris 采用 Tris-HCl（pKa=8.0系统，并Tris-HCl在金属离子的干扰作用，故在提取或保存DNA时，大都采用 EDTA更能稳定DNA的活性。TE且缓冲液中的 DNA时，还要加少量的异戊酵？为什么用酚与氯仿抽提5. 这时在混合液内易时，在抽提DNA为了混合均匀，必须剧烈振荡容器数次，所气泡会阻止相互间的充分作用。加入异戊醇能降低分子表面张力，产生气泡，使离心后的上层水相，以能减少抽提过程中的泡沫产生。同时异戊醇有助于分相，中层变性蛋白相以及下层有机溶剂相维持稳定。2 / 2

磁珠提取DNA原理

磁珠纯化DNA 原理 1.DNA 与磁珠作用原理 分选磁珠的作用原理是基于一种固相载体可逆化固定（SPRI ）的分离纯化方法。磁珠体系中一般包含：磁珠、DNA 、聚乙二醇（PEG ）、以及盐离子等，在一定浓度的PEG 和盐离子环境中，DNA 可吸附到羧基修饰的高分子磁珠表面（即固相载体），该过程是可逆的，在适当条件下，结合的DNA 分子可以被洗脱回收。 纳米级别的磁珠表面性质不同，分离原理也不尽相同，但基本上固态的球状材料组成并无太大差异，基础结构一般分为3层，最内层的核心是聚苯乙烯、第二层包裹磁性物质——四氧化三铁（Fe 3O 4），最外层表面是羧基（-COOH ）修 饰的高分子材料所构成，其中羧基行使与核酸结合的工作。 在整个体系中，PEG 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、孵育时间等等）。DNA 在一定浓度的PEG 存在条件下，NaCl 或MgCl 2促进条件下，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，使磁珠存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。 当处于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，但如何解释负负电荷之间的作用，目前还不得而知。但普遍认为，这是由于带正电荷的盐离子的作用（如Na+）。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。

基因测序的前世今生(一代测序,二代测序,三代测序最详原理)

测序技术的前世今生 测序技术的发展历程 第一代测序技术（Sanger测序） 第一代DNA测序技术用的是1975年由桑格（Sanger）和考尔森（Coulson）开创的链终止法或者是1976-1977年由马克西姆（Maxam）和吉尔伯特（Gilbert）发明的化学法（链降解）,在2001年，完成的首个人类基因组图谱就是以改进了的Sanger法为其测序基础。 原理：ddNTP的3’无羟基，其在DNA的合成过程中不能形成磷酸二酯键，因此可以用来中断DNA合成反应，在4个DNA合成反应体系中分别加入一定比例带有放射性同位素标记的ddNTP （分为：ddATP,ddCTP,ddGTP和ddTTP），通过凝胶电泳和放射自显影后可以根据电泳带的位置确定待测分子的DNA序列。

第二代测序技术(NGS) 第一代测序技术的主要特点是测序读长可达1000bp，准确性高达99.999%，但其测序成本高，通量低等方面的缺点，严重影响了其真正大规模的应用。经过不断的技术开发和改进，以Roche公司的454技术、illumina公司的Solexa、Hiseq技术和ABI公司的Solid技术为标记的第二代测序技术诞生了。其大大降低了测序成本的同时，还大幅提高了测序速度，并且保持了高准确性，以前完成一个人类基因组的测序需要3年时间，而使用二代测序技术则仅仅需要1周，但在序列读长方面比起第一代测序技术则要短很多，大多只有100bp-150bp。 1.illumina Illumina公司的Solexa和Hiseq是目前全球使用量最大的第二代测序机器，占全球75%以上，以HiSeq系列为主，技术核心原理都是边合成边测序的方法，测序过程主要分为以下4步：

磁珠提取DNA原理

磁珠提取D N A原理 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】

磁珠纯化DNA原理 与磁珠作用原理 分选磁珠的作用原理是基于一种固相载体可逆化固定（SPRI）的分离纯化方法。磁珠体系中一般包含：磁珠、DNA、聚乙二醇（PEG）、以及盐离子等，在一定浓度的PEG和盐离子环境中，DNA可吸附到羧基修饰的高分子磁珠表面（即固相载体），该过程是可逆的，在适当条件下，结合的DNA分子可以被洗脱回收。 纳米级别的磁珠表面性质不同，分离原理也不尽相同，但基本上固态的球状材料组成并无太大差异，基础结构一般分为3层，最内层的核心是聚苯乙烯、第二层包裹磁性物质——四氧化三铁（Fe3O4），最外层表面是羧基（-COOH）修饰的高分子材料所构成，其中羧基行使与核酸结合的工作。 在整个体系中，PEG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、孵育时间等等）。DNA在一定浓度的PEG存在条件下，NaCl或MgCl2促进条件下，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，使磁珠存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。 当处于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，但如何解释负负电荷之间的作用，目前还不得而知。但普遍认为，这是由于带正电荷的盐离子的作用（如Na+）。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。 磁珠的出现，使得核酸制备的实验可以实现自动化，同时相较于传统的回收方式，还具有3个明显的优势：1）效率更高，以DNA为例，1μL磁珠的承载量可达7μg；2）避免使用有机溶剂，如酚类、氯仿等等，更加安全；3）操作简单，无需离心，也更有利于保留核酸的完整性。