استخراج DNA از خون
انواع سلول های خونی
سلول های خونی از گلبول های سفید، گلبول های قرمز و پاکت ها تشکیل شده اند. برای استخراج DNA از خون، تنها از گلبول های سفید میتوان استفاده کرد چرا که گلبول های قرمز و پلاکت ها هسته و DNA ندارند.گرانولوسیت ها و آگرانولوسیت ها دو گروه تشکیل دهنده گلبول های سفید هستند.
تاریخچه استخراج DNA
فردریش میشر یک زیست شناس و پزشک سوئیسی بود که به عنوان کاشف اسیدهای نوکلئیک شناخته میشود. او در سال ۱۸۶۹ توانست این ترکیبات را از هسته های سلول های سفید خون و اسپرم ماهی استخراج کند و نام نوکلئین را برای آنها پیشنهاد دهد. او همچنین اولین کسی بود که نقش احتمالی این ترکیبات در انتقال وراثت را پیش بینی کرد.
فردریش میشر در سال ۱۸۴۴ در شهر بازل سوئیس به دنیا آمد. او از خانوادهای علمی و پزشکی بود و پدر، عمو، پسرعمو و برادرش همگی استادان دانشگاه بازل بودند. او در همان دانشگاه تحصیل کرد و در سال ۱۸۶۸ در رشته فیزیولوژی دکترا گرفت. سپس به آلمان رفت و در آزمایشگاه فلکس هاف سلیر، پدر بخش علوم تجربی، کار خود را آغاز کرد.
فردریش میشر علاقه مند به بررسی ترکیب شیمیایی بافت های زنده بود و به دنبال چگونگی حفظ و تغذیه سلول ها بود. او با استفاده از الکل، شوراب، قلیای قوی و اسید قوی، تلاش کرد تا بافتهای مختلف را تجزیه کند و مولکول های آنها را جداسازی کند. او نخستین نمونه خود را از پوست حلقوم گرفت و سپس به خون و اسپرم ماهی رجوع کرد.
فردریش میشر با استفاده از الکل، شراب، قليا و اسيد قوي، تلاش كرد تا خون را تجزيه كند و مولكول های آن را جداسازي كند. او متوجه شد كه يك تركيب سفيد رنگ باقي مي ماند كه حاوي نيتروژن و فسفات بود. اين تركيب با هيچ يك از مولكول های شناخته شده زيستي منطبق نبود. او فكر كرد كه شايد يك پروتئين جديد باشد و نام نوكلئين را برای آن پيشنهاد داد.
فردریش میشر در سال ۱۸۷۱ نتایج خود را در یک مقاله منتشر کرد. اما این مقاله توجه چندانی را جلب نکرد و بسیاری از دانشمندان باور نداشتند که او یک ترکیب جدید پیدا کرده باشد. بعدها، البرشت کوسل، شاگرد فلکس هاف سلیر، تحقیقات میشر را ادامه داد و ساختار شیمیایی نوکلئین را بیشتر بررسی کرد. او نشان داد که نوکلئین شامل دو نوع اسید نوکلئیک است: DNA و RNA.
فردریش میشر در سال های بعد به سوئیس بازگشت و در دانشگاه بازل به تدریس و تحقیق پرداخت. او علاقه مند به بررسی نقش نوکلئین در انتقال وراثت بود. او در سال ۱۸۹۵ در سن ۵۱ سالگی بر اثر بیماری سل درگذشت.
فردریش میشر یک دانشمند پیشرو و نوآور بود که با کشف اسیدهای نوکلئیک، پایه های برای علم ژنتیک و مولکولار قرار داد. او همچنین یک معلم و راهنمای خوب بود که تاثیر زیادی بر شاگردان و همکاران خود داشت. او به عنوان یکی از پدران علم زیست شناسی مولکولار شناخته میشود.
پس از وی، در سال 1958 استال و مزلسون پروتکل کاملی را برای استخراج DNA تهیه کردند، همچنین در سال 1991 برای اولین بار توسط Lahiri و Nurenberger پروتکل استخراج DNA بوسیله آنزیم پروتئیناز k ابداع شد.
روشهای مختلف استخراج DNA
برای استخراج DNA روشهای مختلفی وجود دارد: 1. دستی 2. ستونی 3. مگنتی یا مغناطیسی
استخراج DNA از خون به روش دستی
یک فرآیند آزمایشگاهی است که با استفاده از مواد شیمیایی و آنزیمهای خاص، DNA را از سلول های خونی جدا میکند. این روش برای تحقیقات ژنتیکی، تشخیص بیماری ها و دیگر کاربردهای بالینی مفید است. برای انجام این روش، نیاز به چند مرحله دارید:
- اول، باید خون را با هپارین مخلوط کنید تا از لخته شدن آن جلوگیری کنید. سپس خون را در دمای اتاق نگهداری کنید و در همان روز DNA را از آن استخراج کنید.
- دوم، باید خون را با یک محلول حاوی مواد شوینده به نام معرف A مخلوط کنید. این محلول باعث لیز شدن سلولهای قرمز خون و غیرفعال شدن DNases و RNases میشود. سپس خون را با مخلوط کردن و سانتریفیوژ کردن، از سلولهای قرمز خون جدا کنید.
- سوم، باید گلبول هاب سفید خون را با یک محلول دیگر به نام معرف B مخلوط کنید. این محلول باعث لیز شدن غشای سلولهای سفید خون و تغییر رنگ کمپلکسهای نوکلئوپروتئینی میشود. سپس DNA را با استفاده از حلالهای آلی مانند فنول کلروفرم یا سدیم پرکلرات تخلیص کنید.
- چهارم، باید DNA را با استفاده از الکل دهید و در یک بافر مناسب به نام TE حل کنید. این بافر حاوی Tris-HCl و EDTA است که به حفظ پایداری DNA کمک میکند. به این ترتیب، شما میتوانید DNA خالص و با کیفیت بالا را از خون به روش دستی استخراج کنید.
کاربرد کیت های استخراج
کیت های استخراج اسیدنوکلئیک، به عنوان یکی از ابزارهای مهم و پایه ای در زیست شناسی مولکولی، برای جداسازی و خالص سازی DNA و RNA از نمونه های مختلف مورد استفاده قرار میگیرند. این کیتها شامل تمام مواد و تجهیزات لازم برای انجام فرآیند استخراج هستند و خروجی آنها برای کاربردهای بالادستی مانند PCR، ریل تایم، توالی یابی، تعیین ژنوتایپ و … مناسب است.
کاربرد کیتهای استخراج در صنعت و تحقیقات بسیار گسترده است. در صنعت داروسازی، این کیتها برای شناسایی و تشخیص بیماریهای مختلف یا ارزیابی اثرات دارو استفاده میشوند. در صنایع غذایی و کشاورزی، کیتهای استخراج برای تشخیص آلودگی و حضور میکروارگانیسم های مختلف در محصولات غذایی و همچنین بررسی کیفیت محصولات کشاورزی استفاده میشوند. در تحقیقات ژنتیک، مولکولار، پروتئوم، متابولوم و … نیز کاربرد دارند.
بیشتر بخوانید:استخراج DNA آزاد سلولی
پروتکل استخراج بر اساس روش ستونی ( کیت):
در این روش، DNA را با استفاده از یک ستون حاوی یک ماده جذب کننده (مانند سیلیکا یا رزین) جداسازی میکنند. این روش باعث جداسازی و خالص سازی DNA ژنومی با وزن مولکولی بالا از نمونه های خون کامل تازه میشود، خالص سازی DNA ژنومی از خون کامل شامل لیز RBC، سپس لیز WBC و هسته های آن ها می شود. با استفاده از کیت های تجاری شرکت های متنوع مولکولی مانند کیت های استخراج DNA برند ژندیا از شرکت ماناتک با کیفیت بالا و دارای مجوز IVDاستخراج را میتوان انجام داد.
شما مراحل زیر را برای این روش استفاده کنید:
ثبت اطلاعات نمونه ها در دفتر استخراج: بسیار مهم است و در صورت ثبت نشدن ممکن است مجبور شوید فرایند کاریتان را از ابتدا تکرار نمایید.
تهیه بافی کوت از خون کامل با سانتریفیوژ: لایه میانی یا مایع سفید که شامل گلبول های سفید است و در مرز بین محتوای پایینی (گلبول های قرمز) و محلول رویی پلاسما قرار میگیرد.
لیز گلبولهای سفید خون با پروتئیناز K و بافر BG
اتصال DNA با اتانول
جداسازی DNA با ستون و شستشو با Washbuffer1 و2 Wash buffer
الوشن یا حذف DNA با elution buffer
مزایای کیت های استخراج ستونی
کیت های استخراج ستونی ساده، با قیمت مناسب و دقت بالا هستند. با کمک این کیت میتوان استخراج DNA از خون کامل، پلاسما، سرم، بافی کوت و مایعات بدن را انجام داد.
سرعت و صرفه جویی در زمان، سهولت اجرا، افزایش ایمنی، کارآمدی و بازده بالا، خالص بودن و کیفیت بالای DNA، کاهش خطا، قابلیت تکثیر و تولید در مقیاس صنعت از جمله مزایای این کیت ها می باشد.
روش مغناطیسی (مگنتی) استخراج DNA از خون
روش مغناطیسی (مگنتی) استخراج DNA از خون یک روش جدید و پیشرفته است که با استفاده از دانه های مغناطیسی که به DNA متصل میشوند، DNA را از نمونه های خونی جداسازی میکند. این روش دارای مراحل زیر است:
- لیز سلولهای خونی با استفاده از یک بافری که شامل شوینده، آنزیم و نمک است.
- اضافه کردن دانه های مغناطیسی که به یک آنتی بادی خاص DNA پوشیده شدهاند. این آنتی بادی با قسمتهای خاص DNA تعامل دارد و آن را به دانه های مغناطیسی متصل میکند.
- قرار دادن نمونه در یک میدان مغناطیسی. این باعث میشود که دانه های مغناطیسی به همراه DNA به دیواره لوله جذب شوند و سایر آلودگی ها در محلول باقی بمانند.
- شستشوی دانه های مغناطیسی با چندین بافر شستشو برای حذف هرگونه آلودگی باقیمانده.
- الوشن کردن DNA با گرم کردن نمونه و اضافه کردن یک بافر الوشن صورت میگیرد که باعث میشود که آنتی بادی از DNA جدا شود و DNA به حالت حل شده در بافر الوشن منتقل شود.
روش مغناطیسی استخراج DNA از خون دارای مزایای زیر است:
- سرعت و سادگی اجرا
- تعداد کمتر مرحله و تجهیزات
- خالص بودن و کارآمد بودن
- قابل تولید در مقیاس صنعتی
اما دارای معایب زیر نیز هست:
- نياز به دانه های مغناطيسي و آنتي بادي خاص
- هزينه بالا
- حساسيت به نوع و كيفيت نمونه
- نامطمئن بودن و تغييرپذير بودن
ارتباط بین میزان مهارت کارشناس آزمایشگاه مولکولی و دقت در انجام تکنیک استخراج:
میزان مهارت کارشناس آزمایشگاه در تکنیک استخراج DNA میتواند در نتیجه تاثیر گذار باشد. برای استخراج DNA به صورت خالص و با کیفیت، کارشناس آزمایشگاه باید روشهای مناسب و دقیق را انتخاب کند و از عوامل مختل کننده مانند آلودگی، تخریب و شکستگی DNA جلوگیری کند. همچنین کارشناس آزمایشگاه باید با نحوه استفاده از دستگاه ها و مواد شیمیایی مورد نیاز آشنا باشد و از رعایت اصول بهداشت و ایمنی پیروی کند. در صورت عدم رعایت این موارد، ممکن است DNA استخراج شده دچار خطا یا تغییر شود و نتایج آنالیز ژنتیکی را تحت تاثیر قرار دهد.
کلام آخر
شما میتوانید برای خرید محصول مناسب با پروژه خودتان پس از مطالعه متن بالا با کارشناسان حرفه ای ما مشورت کنید. شرکت ماناتک انواع کیت های استخراج ستونی را برای سهولت و تسریع در کار شما با قیمت مناسب و کیفیت بالا در اختیار شما میگذارد.
