การสกัดสารพันธุกรรมด้วยเครื่องสกัดสารพันธุกรรมอัตโนมัติด้วยเทคโนโลยีอนุภาคแม่เหล็กขนาดเล็ก (Magnetic beads) ยี่ห้อ MagPurix รุ่น EVO12
เครื่อง MagPurix สามารถสกัดสารพันธุกรรมชนิดดีเอ็น (DNA) และชนิดอาร์เอ็นเอ (RNA) ที่มีความบริสุทธิ์สูง รองรับ 12 ตัวอย่างต่อการทำงานหนึ่งครั้ง โดยใช้ระยะเวลา 30-180 นาที หรือเลือกใช้รูปแบบการสกัดแบบรวดเร็ว (Rapid) ใช้ระยะเวลาประมาณ 35 นาที สามารถใช้ได้กับตัวอย่างประเภทเลือด ซีรั่ม พลาสม่า หรือสารคัดหลั่งจากมนุษย์ ใช้ปริมาณตัวอย่างเริ่มต้นที่ปริมาตร 100 uL ถึงปริมาตร 2,000 uL สำหรับชุดน้ำยาสกัดสารพันธุกรรมจะบรรจุในตลับน้ำยาที่มีการปิดผนึกด้วยแผ่นฟิล์ม สารพันธุกรรมที่ผ่านการสกัดจากชุดน้ำยานี้ สามารถนำไปใช้ได้ในงาน PCR, RT-PCR, Sequencing, NGS
สำหรับเครื่องสกัดสารพันธุกรรมอัตโนมัติด้วยเทคโนโลยีอนุภาคแม่เหล็กขนาดเล็กผ่านการรับรองจากหน่วยงานสากล CE-IVD ที่สามารถใช้ในการตรวจวินิจฉัยทางการแพทย์ได้ อีกทั้งยังได้รับการอนุมัติการขึ้นทะเบียนจากทาง อย. ในประเทศไทย
ภาพที่ 1 แสดงขั้นตอนการสกัดสารพันธุกรรมด้วยเครื่อง MagPurix รุ่น EVO12
ชุดน้ำยาสกัดสารพันธุกรรม (DNA/RNA) มีองค์ประกอบของน้ำยาหลัก ดังนี้
- Lysis Buffer
- Magnetic beads reagent
- Wash Buffer I
- Wash Buffer II
- Elution Buffer
- การสกัดด้วยหลักการอาศัยอนุภาคแม่เหล็ก จะช่วยเพิ่มการจับกับสารพันธุกรรมได้มากกว่า โดยทางบริษัท Zinexts จะมีการใช้ ZiBeads ซึ่งเป็น 4D-Catch nanometer-sized paramagnetic particles ที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะ โดยจะทำการเคลือบสารไว้บน ZiBeads ช่วยให้ได้ปริมาณสารพันธุกรรมที่มากขึ้น และลดการใช้สารเคมีในการสกัด เนื่องจากในขั้นตอนสุดท้ายของการสกัดนั้นจะทำการ Elute ด้วยน้ำบริสุทธิ์
- สำหรับในขั้นตอนการเติมน้ำยา Lysis buffer จะมีการ Incubated ตัวอย่างกับน้ำยา Lysis buffer ในตำแหน่งของ Polygon reaction chamber (ภาพที่ 2) ที่เป็นสิทธิบัตรเฉพาะของทางบริษัท Zinexts ที่ได้ออกแบบมาใช้ในเครื่อง MagPurix จะแยกส่วนของการ Incubated ด้วยการ Heating และการผสมตัวอย่างเพื่อให้อนุภาคของแม่เหล็กมีการสัมผัสกับสารพันธุกรรมมากยิ่งขึ้น เพื่อเพิ่มการทำให้เซลล์แตก ทำให้ได้ปริมาณของสารพันธุกรรมที่มาก (High yield) และในขั้นตอนการ Washing ก่อนการ Elute จะทำการ Incubated ตัวอย่างอีกครั้งเพื่อเพิ่ม Purity ของสารพันธุกรรมมากยิ่งขึ้น โดยที่จะมีการแยกอนุภาคแม่เหล็กเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้น
ภาพที่ 2 แสดง Polygon reaction chamber ที่เป็นสิทธิบัตรเฉพาะของทางบริษัท Zinexts
ชุดน้ำยาสกัดสารพันธุกรรมสามารถเก็บรักษาได้ที่อุณหภูมิ 15-20 องศาเซลเซียส มีอายุการใช้งานไม่น้อยกว่า 18 เดือน วัสดุสิ้นเปลืองที่ใช้งานร่วมกับชุดน้ำยาสกัดสารพันธุกรรม สำหรับการสกัดตัวอย่าง จำนวน 1 ตัวอย่าง ดังนี้
- ทิปพลาสติกแบบมีฟิลเตอร์ (Filter tip) ขนาด 1,000 ไมโครลิตร จำนวน 1 ชิ้น
- ทิปพลาสติกสำหรับเจาะตลับน้ำยาที่มีการปิดผนึกด้วยแผ่นฟิล์ม (Reagent cartridge) จำนวน 1 ชิ้น
- หลอดสำหรับเก็บสารพันธุกรรม (Elution tube) หลังการสกัด ขนาด 1.5 มิลลิลิตร จำนวน 1 ชิ้น
สำหรับชุดน้ำยาจะประกอบด้วย 48 ตัวอย่างต่อหนึ่งกล่อง จะมีชุดน้ำยาที่เหมาะสมกับตัวอย่างทางชีวภาพและเหมาะสำหรับ Target types ของทางลูกค้าให้เลือกมากถึง 17 ชุดน้ำยา ดังภาพที่ 3
ภาพที่ 3 แสดงชุดน้ำยาสำหรับการสกัดสารพันธุกรรมด้วยเครื่อง MagPurix รุ่น EVO12
ตัวอย่างการทำการทดสอบสกัดสารพันธุกรรมด้วยเครื่องสกัดสารพันธุกรรมอัตโนมัติ MagPurix รุ่น EVO12 กับชุดน้ำยาสกัดสารพันธุกรรม MagPurix Blood DNA Extraction Kit 200 (ZP02001) โดยทำการทดสอบกับตัวอย่างเลือดที่ทำการเก็บในระยะเวลาที่แตกต่างกัน ได้แก่ หลอดเลือด EDTA ที่ทำการเก็บเป็นระยะเวลา 6 เดือน (Long term storage) หลอดเลือด EDTA ที่ทำการเก็บเป็นระยะเวลา 3 เดือน หลอดเลือด EDTA ที่ทำการเก็บเป็นระยะเวลา 1 เดือน และหลอดเลือด EDTA ที่ทำการเก็บเป็นระยะเวลา 2 สัปดาห์ เพื่อนำมาทดสอบประสิทธิภาพของเครื่องสกัดอัตโนมัติ จากผลการทดสอบพบว่า เครื่องสกัดสารพันธุกรรมอัตโนมัติสามารถทำการสกัดสารพันธุกรรมจากตัวอย่างเลือดที่ทำการเก็บในระยะเวลาที่แตกต่างกันได้ ให้ปริมาณความเข้มข้นของสารพันธุกรรม และค่าอัตราส่วนการดูดกลืนแสงที่ A260/280 และ A260/230 ดังตารางที่ 1 เป็นการสกัดสารพันธุกรรมด้วยเครื่องสกัดแบบ Full protocol
ตารางที่ 1 ความเข้มข้นของสารพันธุกรรมและค่าอัตราส่วนการดูดกลืนแสงหลังการสกัดด้วยเครื่องสกัดอัตโนมัติยี่ห้อ MagPurix รุ่น EVO12 แบบ Full protocol
|
ตัวอย่าง |
Concentration (ng/µL) |
A260/280 |
A260/230 |
|
EDTA เก็บนาน 6 เดือน |
38.8 |
1.82 |
1.50 |
|
EDTA เก็บนาน 3 เดือน |
118.4 |
1.83 |
1.96 |
|
EDTA เก็บนาน 1 เดือน |
128.3 |
1.86 |
2.11 |
|
EDTA เก็บนาน 1 เดือน |
87.8 |
1.85 |
1.83 |
|
EDTA เก็บนาน 2 สัปดาห์ |
98.8 |
1.86 |
1.81 |
|
EDTA เก็บนาน 2 สัปดาห์ |
86.9 |
1.86 |
1.83 |
ส่วนการสกัดสารพันธุกรรมแบบรวดเร็ว (Rapid) ผลการทดสอบพบว่า เครื่องสกัดสารพันธุกรรมอัตโนมัติสามารถทำการสกัดสารพันธุกรรมจากตัวอย่างเลือดที่ทำการเก็บในระยะเวลาที่แตกต่างกันได้ ให้ปริมาณความเข้มข้นของสารพันธุกรรม และค่าอัตราส่วนการดูดกลืนแสงที่ A260/280 และ A260/230 ดังตารางที่ 2
ตารางที่ 2 ความเข้มข้นของสารพันธุกรรมและค่าอัตราส่วนการดูดกลืนแสงหลังการสกัดด้วยเครื่องสกัดอัตโนมัติยี่ห้อ MagPurix รุ่น EVO12 แบบ Rapid protocol
|
ตัวอย่าง |
Concentration (ng/µL) |
A260/280 |
A260/230 |
|
EDTA เก็บนาน 6 เดือน |
19.3 |
1.64 |
-1.24 |
|
EDTA เก็บนาน 3 เดือน |
26.4 |
1.70 |
-1.44 |
|
EDTA เก็บนาน 1 เดือน |
21.9 |
1.62 |
-1.67 |
|
EDTA เก็บนาน 1 เดือน |
29.5 |
1.70 |
-2.09 |
|
EDTA เก็บนาน 2 สัปดาห์ |
62.6 |
1.76 |
ND |
|
EDTA เก็บนาน 2 สัปดาห์ |
24.3 |
1.68 |
-1.56 |
สรุปได้ว่า ตัวอย่างเลือดที่ทำการเก็บเป็นระยะเวลานาน (Long term storage) สามารถนำมาสารพันธุกรรมจากเครื่องสกัดสารพันธุกรรมอัตโนมัติได้ ให้ปริมาณความเข้มข้นของสารพันธุกรรมในช่วง 38.8 – 128.3 ng/µL และมีค่าอัตราส่วนการดูดกลืนแสงที่ A260/280 ในช่วง 1.8 สำหรับการสกัดแบบ Full protocol และในส่วนของ Rapid Protocol ให้ปริมาณความเข้มข้นของสารพันธุกรรมในช่วง 19.3 – 62.6 ng/µL และมีค่าอัตราส่วนการดูดกลืนแสงที่ A260/280 ในช่วง 1.6 - 1.7
ขอขอบคุณ ศูนย์ธาลัสซีเมีย คณะแพทยศาสตร์ ศิริราชพยาบาล ที่เอื้อเฟื้อตัวอย่างหลอดเลือดและเครื่องสกัดอัตโนมัติ ยี่ห้อ MagPurix รุ่น EVO12 ในการทดสอบ