ความก้าวหน้าที่มีความแข็งแรงของไอออนิกต่ํา: บัฟเฟอร์ที่ทํางานเร็วเป็นพิเศษสําหรับ RNA

เจลอิเล็กโทรโฟรีซิสยังคงเป็นหนึ่งในขั้นตอนที่ทําซ้ําบ่อยที่สุดในห้องปฏิบัติการชีววิทยาโมเลกุล แม้จะแพร่หลาย แต่ข้อจํากัดพื้นฐานของระบบบัฟเฟอร์ทั่วไปยังคงมีอยู่มานานหลายทศวรรษ: ความแรงของไอออนิกสูงสร้างความร้อนและปิดกั้นแรงดันไฟฟ้าที่สามารถใช้ได้อย่างปลอดภัย

Gel Electrophoresis - ภาพรวม | Gel Electrophoresis หัวข้อ ScienceDirect

Super Fast Running Buffer for RNA เข้าใกล้ปัญหานี้จากมุมที่ต่างออกไป การลดความแรงของไอออนิกแทนที่จะชดเชยผลที่ตามมาทําให้มีความแรงของสนามสูงขึ้นเวลาทํางานสั้นลงและการแยกที่สะอาดขึ้นโดยไม่มีการประนีประนอมที่มักจะมาพร้อมกับความเร็ว

ศาสตร์แห่งคอขวด

กฎพื้นฐานของอิเล็กโทรโฟรีซิสอธิบายว่าความร้อนคือกระแสกําลังสองคูณความต้านทาน เมื่อความแรงของไอออนิกสูงกระแสจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน กระแสนั้นจะแปลเป็นความร้อนโดยตรง — สัณฐานวิทยาของเจลบิดเบี้ยว แถบบิดเบี้ยวเป็น "รอยยิ้ม" ที่มีลักษณะเฉพาะ และความละเอียดที่ลดลง

บัฟเฟอร์ TAE และ TBE แบบดั้งเดิมได้รับการคิดค้นขึ้นด้วยความแรงของไอออนิกที่ทําให้ DNA คงที่ แต่ยังจํากัดความแรงของสนามที่ใช้งานได้จริงไว้ที่ประมาณ 10 V/cm ขึ้นไปสูงขึ้นและเจลจะร้อนเกินไป แถบเปื้อน ความสามารถในการทําซ้ําได้รับผลกระทบ เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักวิจัยยอมรับการแลกเปลี่ยนนี้ว่าหลีกเลี่ยงไม่ได้: ความเร็วหรือคุณภาพ แต่ไม่ค่อยเป็นทั้งสองอย่าง

ข้อจํากัดนี้มีค่าใช้จ่ายสูงขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อมาตราส่วนการทดลองขยายตัว ห้องปฏิบัติการที่ประมวลผลปฏิกิริยา PCR หลายสิบครั้งต่อวันไม่สามารถรอครึ่งชั่วโมงต่อเจลได้ โรงงานหลักที่ตรวจสอบความถูกต้องของตัวอย่างหลายร้อยตัวอย่างต่อสัปดาห์ต้องการความสามารถในการทําซ้ําโดยไม่สูญเสียปริมาณงาน และในเวิร์กโฟลว์ที่ไวต่อเวลา เช่น การควบคุมคุณภาพสําหรับไลบรารีการจัดลําดับ การคัดกรองผลการแก้ไข CRISPR อย่างรวดเร็ว หรือการตรวจสอบตัวกลางในการโคลน ทุกนาทีที่ใช้ในการรออิเล็กโทรโฟรีซิสคือหนึ่งนาทีที่ไม่ได้ใช้ไปกับการค้นพบจริง

ความแรงของไอออนิกที่ต่ํากว่าการจัดการความร้อนที่ชาญฉลาดยิ่งขึ้น

Super Fast Running Buffer สําหรับ RNA จะปรับกรอบสมการใหม่ ด้วยการกําหนดสูตรที่มีความแรงไอออนิกต่ําบัฟเฟอร์จะลดกระแสที่แรงดันไฟฟ้าที่กําหนด กระแสไฟน้อยลงหมายถึงความร้อนน้อยลง ความร้อนที่น้อยลงหมายความว่าสามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าได้อย่างปลอดภัย — เป็น 25–30 V/cm ซึ่งสูงกว่าระบบทั่วไปประมาณ 2.5 ถึง 3 เท่า — โดยไม่กระทบต่อความสมบูรณ์ของแบนด์

ผลลัพธ์มีความสอดคล้องและวัดผลได้:

•เวลาทํางานบีบอัดตั้งแต่ 30 นาทีถึง 5-10 นาทีเร่งปริมาณงานในห้องปฏิบัติการโดยตรง

•อัตราการกู้คืนดีเอ็นเอยังคงสูงโดยไม่มีการรบกวนในการสกัดเจลหรือขั้นตอนการผูก

•ความสามารถในการบัฟเฟอร์ที่แข็งแกร่งรองรับการนํากลับมาใช้ใหม่หลายครั้งลดทั้งของเสียและต้นทุนต่อการวิ่ง

•ทั้งสารละลายเข้มข้น 50X และสารละลายการทํางาน 1X เจือจางยังคงเสถียรที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลาอย่างน้อย 12 เดือน

นี่ไม่ใช่การแลกเปลี่ยนระหว่างความเร็วและคุณภาพ เป็นการปรับสมดุลของพารามิเตอร์ทางกายภาพพื้นฐานที่จํากัดอิเล็กโทรโฟรีซิสมานานหลายทศวรรษ

บริบทการวิจัย: สิ่งที่เงื่อนไขไอออนิกเผยให้เห็น

อิทธิพลของความแรงของบัฟเฟอร์ไอออนิกขยายออกไปนอกเหนือจากเวลาทํางานไปสู่พฤติกรรมพื้นฐานของกรดนิวคลีอิกระหว่างการแยก งานวิจัยที่ตีพิมพ์ใน Nucleic Acids Research แสดงให้เห็นว่าระดับการดัดงอของ DNA ในคอมเพล็กซ์โปรตีน-ดีเอ็นเอได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสําคัญจากสภาวะไอออนิกที่ใช้ระหว่างอิเล็กโทรโฟรีซิสของเจล ในบัฟเฟอร์ที่มีความแรงไอออนิกต่ํามากระดับการดัดงอของดีเอ็นเอคาดว่าจะอยู่ที่ประมาณ 25 ถึง 30 องศาซึ่งแตกต่างอย่างมากจาก 60 ถึง 65 องศาที่สังเกตได้ภายใต้สภาวะความแรงของไอออนิกที่สูงขึ้น

สิ่งที่การวิจัยนี้แสดงให้เห็นคือความแรงของไอออนิกไม่ได้เป็นเพียงพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่ส่งผลต่อความเร็วเท่านั้น มันกําหนดพฤติกรรมโครงสร้างของกรดนิวคลีอิกในระหว่างอิเล็กโทรโฟรีซิส ระบบบัฟเฟอร์ที่ปรับให้เหมาะสมกับความแรงของไอออนิกเมื่อเทียบกับระบบอื่น ๆ จะเก็บกรดนิวคลีอิกไว้ในโซนบัฟเฟอร์แบบไดนามิกตั้งแต่เมื่ออิเล็กโทรโฟรีซิสเริ่มขึ้นจนถึงเมื่อการถ่ายภาพเสร็จสิ้น ระบบนี้เพิ่มความละเอียดและลดความแปรปรวนของกรดนิวคลีอิกแถบในขณะที่รักษาตําแหน่งแถบอิเล็กโทรโฟเรติก

บทบาทของปฏิสัมพันธ์เฉพาะนิวคลีโอเบสในการจับและการดัดของ

ดีเอ็นเอโดยปัจจัยการกําหนดเพศชายของมนุษย์ SRY - ScienceDirect

นวัตกรรมที่รวดเร็วของจีโนมิกส์

จีโนมมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ตลาดก็เปลี่ยนไปเช่นกัน ระหว่างนี้ (2023) ถึง 2031 ตลาดอิเล็กโทรโฟรีซิสของกรดนิวคลีอิกคาดว่าจะเติบโตจาก 29 พันล้านดอลลาร์ (2025) เป็น 53 พันล้านดอลลาร์ (2031) ระหว่างปี 2025 ถึง 2031 คาดว่า CAGR จะอยู่ที่ 10.7% การเติบโตนี้บ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงในการดําเนินงานของห้องปฏิบัติการ โดยมีปริมาณงาน การตอบสนอง และการบูรณาการทั้งหมดเพิ่มขึ้น

บัฟเฟอร์ระบบ RNA ให้การสนับสนุนสําหรับ:

•การทดสอบความสมบูรณ์ของ RNA อย่างรวดเร็ว ตามด้วยการเตรียมห้องสมุด เพื่อลดการสูญเสียเวลาด้วยการรักษาความสมบูรณ์ของ RNA

•การทดสอบอย่างรวดเร็วของความสมบูรณ์ของผลิตภัณฑ์ PCR และประสิทธิภาพการกระจายตัวเพื่อให้แน่ใจว่าท่อจัดลําดับทํางานได้อย่างถูกต้อง

•การทดสอบอย่างรวดเร็วของผลลัพธ์ของการเปลี่ยนแปลง CRISPR เพื่อดําเนินการต่อในระยะต่อไป

•สูงผ่านการทดสอบยาและการตรวจสอบความถูกต้องของยาหลายชนิดโดยไม่สูญเสียความสมบูรณ์ในการวิเคราะห์

•การทดสอบการแสดงออกของคุณภาพของแอมพลิคอนโดยมีการหยุดชะงักน้อยที่สุด

ในกรณีการใช้งานทั้งหมดเหล่านี้บัฟเฟอร์ได้รับการทดสอบอย่างเหมาะสมและพบว่าทํางานได้อย่างรวดเร็วที่พื้นฐานโดยไม่มีความซับซ้อนและไม่มีคุณสมบัติที่รวดเร็ว

การผสานรวมนี้เป็นกุญแจสําคัญสําหรับเวิร์กโฟลว์ของคุณ

นวัตกรรมในห้องปฏิบัติการที่ดีควรรวมเข้ากับกระบวนการที่มีอยู่อย่างกลมกลืนและควรได้รับการปรับปรุงเชิงปริมาณสําหรับห้องปฏิบัติการ บัฟเฟอร์การทํางานอย่างรวดเร็วสําหรับ RNA ไม่จําเป็นต้องมีอุปกรณ์เพิ่มเติม การฝึกอบรมเพิ่มเติมสําหรับบุคลากร หรือการปรับปรุง/ปรับรูปแบบกระบวนการที่มีอยู่ทั้งหมด

ในการเตรียมสารละลายการทํางาน 1X ควรเจือจางสารเข้มข้น 50X 1:50 ด้วยน้ํากลั่น ใช้สารละลายเดียวกันนี้สําหรับทั้งการหล่อเจลและอิเล็กโทรโฟรีซิส เพื่อให้มั่นใจได้ถึงความแข็งแรงของบัฟเฟอร์ที่สม่ําเสมอตลอดการวิ่ง วิ่งที่ 25–30 V/cm สังเกตผลลัพธ์ใน 5-10 นาทีแทนที่จะเป็นครึ่งชั่วโมง

สําหรับห้องปฏิบัติการที่มีงานยุ่งไม่ว่าจะเป็นกลุ่มวิจัยทางวิชาการสิ่งอํานวยความสะดวกหลักหรือห้องปฏิบัติการวินิจฉัยการประหยัดเวลาโดยรวมนั้นมาก การลด 20 นาทีต่อเจลจากการวิ่งหลายร้อยครั้งต่อปีจะแปลเป็นจํานวนวันของการพักฟื้นจากม้านั่ง ที่สําคัญกว่านั้น มันเปลี่ยนอิเล็กโทรโฟรีซิสจากคอขวดที่จํากัดอัตราให้เป็นจุดตรวจอย่างรวดเร็วที่แจ้งให้ทราบแทนที่จะชะลอการตัดสินใจปลายน้ํา

บทสรุป

ความแรงของไอออนิกต่ําไม่มีการแลกเปลี่ยน เป็นการตัดสินใจในการออกแบบอย่างชาญฉลาดซึ่งทํางานร่วมกับข้อ จํากัด ทางกายภาพขั้นพื้นฐานที่สุดของบัฟเฟอร์อิเล็กโทรโฟรีซิสธรรมดา Super Fast Running Buffer for RNA ได้นําแนวคิดนี้มาใช้เพื่อให้การแยกที่เร็วขึ้นแถบที่สะอาดขึ้นและความกลมกลืนทางเพศที่ง่ายขึ้นกับกระบวนการปลายน้ําทั้งหมดนี้อยู่ในเวิร์กโฟลว์ที่สะดวกสบายเดียวกันกับที่นักวิจัยใช้อยู่แล้ว

ในขณะที่การวิจัยจีโนมยังคงเร่งตัวขึ้นเครื่องมือในห้องปฏิบัติการจึงต้องตามให้ทัน บัฟเฟอร์นี้ออกแบบมาเพื่อทําเช่นนั้น

สําหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Super Fast Running Buffer สําหรับ RNA และโซลูชันห้องปฏิบัติการของ Longlight Technology อย่างเต็มรูปแบบ โปรดไปที่ www.longlight.com.

คําถามทั่วไป

Q1: Super Fast Running Buffer for RNA สามารถใช้กับเจล DNA ได้หรือไม่?

ใช่. บัฟเฟอร์เหมาะสําหรับทั้งเจล DNA และ RNA เวลาทํางานและอัตราการกู้คืนที่สูงสําหรับทั้งสองแอปพลิเคชันยังคงสอดคล้องกัน

Q2: บัฟเฟอร์ที่มีความแรงไอออนิกต่ําสามารถส่งผลต่อการกู้คืน DNA หรือ RNA โดยใช้ชุดสกัดเจลได้หรือไม่?

ไม่ เราสามารถมั่นใจได้ว่าบัฟเฟอร์และความแรงของไอออนิกต่ําของเราจะไม่เป็นสาเหตุของการสกัดเจล DNA หรือ RNA หรือปัญหาการผูก ดังนั้นกิจกรรมปลายน้ํา เช่น การโคลน การจัดลําดับ และการเตรียมไลบรารีจะไม่มีปัญหา

Q3: ขีดจํากัดในการนํา 1X กลับมาใช้ใหม่กับผลิตภัณฑ์นี้คืออะไร?

บัฟเฟอร์นี้มีความสามารถในการบัฟเฟอร์ที่เด่นชัดและควรนํากลับมาใช้ใหม่ได้ 3-5 ครั้ง เราแนะนําให้เปลี่ยนเป็นประจําเพื่อให้แน่ใจว่ามีความละเอียดสูง

Q4: มีข้อกําหนดพิเศษสําหรับอุปกรณ์อิเล็กโทรโฟรีซิสเจลเมื่อใช้งานที่ 25–30 V/ซม. หรือไม่?

ไม่ สามารถใช้อุปกรณ์อิเล็กโทรโฟรีซิสแนวนอนสําหรับเจลได้

Q5: ควรเก็บสารเข้มข้น 50 X อย่างไร?

ควรเก็บสารเข้มข้นไว้ระหว่าง 15-30 องศาเซลเซียสและไม่โดนแสงแดดเพื่อให้คงอยู่ได้นาน 12 เดือน 1X ที่เจือจางด้วยผลิตภัณฑ์นี้สามารถเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้อง