生物微纳磁珠是指具有细小粒径的超顺磁微球,一般具有超强的顺磁性,广泛用于分离纯化样品中核酸、蛋白、细胞等靶体。生物微纳磁珠可作为载体,快速高效核酸提取产品,结合CRISPR-Cas系统进行准确、高效核酸检测的分子诊断。

 

磁珠电镜图

CRISPR-CAS9系统是利用Cas9蛋白能够解旋特异靶DNA的特性,并结合链取代等温扩增技术,开发的一种能够简便、快速、高效、高灵敏度的核酸检测方法。

分子诊断技术(核酸分子的快速准确鉴定)的便捷化和家庭化时下正成为精准医疗领域的主要发展趋势,对提高我国疾病预防监控能力和全民健康水平有着重要意义。

应用场景

高通量、高效、快速、更低检测限的核酸提取技术对提升临床检测试剂盒的检测准确性是极其重要的。经自主研发生产的磁珠法提取试剂盒提取的核酸,通过荧光PCR仪所检测到的灵敏度(低至50拷贝)和精密度(50万-50拷贝,变异系数<2%)有较大提升,更能保证临床检测准确率。

传统的分离纯化核酸技术,如胍盐裂解法,CTAB裂解法,苯酚/氯仿萃取,柱层析法等均由于操作繁琐、耗时长、纯化效率低、化学毒性大、难以高通量和自动化的缺点,无法很好的应用于临床诊断中,而磁珠凭借本身固有的特性,能够形成“类均相”反应体系,使其在水相与核酸片段能最大效率和特异性的结合及分离,在外加磁性的定向自动化控制下,通过吸附、清洗、洗脱等操作,便能快速完成核酸的全自动化的提取和分离。以鸿材科技HiMat BeadsTM磁珠法病毒核酸提取试剂盒为例,仅需简单的洗涤步骤,就能高效、特异的从受感染人群血浆和血清中分离出病毒核酸。另外,HiMat磁珠在核酸提取的过程中不需要洗脱分离便可直接用于RT-PCR、二代测序等相关实验,进一步简化了检测流程,最大化降低病毒核酸降解度,提高了临床诊断效率。

 

产业化方向

团队专注于高性能生物微纳磁珠的研发与生产,致力于开发以磁珠为载体的快速高效核酸提取产品,打破国外技术壁垒,解决国内企业“卡脖子”问题。同时,团队的周文华博士创新性地提出利用CRISPR系统效应蛋白Cas9在与靶核酸分子结合过程中独特的构象变化,作为链取代等温扩增反应的开关,高效启动针对靶核酸分子的指数倍扩增(简称CRISDA技术)。目前团队已建立了一个包括数十种不同尺寸/合成路径、界面修饰手段的生物微纳磁珠品系及提取体系,可根据相关企业不同的需求提供定制化的产品与服务。生物微纳磁珠目前已实现量产,并销往十余家生物科技公司。