磁珠对PCR抑制原因与解决方案

随着精准医疗的发展以及二代测序成本的降低，分子诊断的市场需求逐年上升。磁珠作为分子诊断中核酸提取、探针捕获等实验的重要原材料，为其实现高回收率、自动化发挥了重要的作用。

然而不同实验的洗脱效率对最终核酸分子的回收率有很大的影响（Tips:尤其在探针捕获领域）。因此，为降低洗脱不完全以及洗脱试剂造成的污染，将捕获了核酸的磁珠直接进行PCR扩增，成为越来越多分子诊断与测序中常用的实验手段。

也行有不少研究者发现，带磁珠进行PCR扩增，会对PCR产生抑制作用，Dr. BEAVER这次为大家验证了磁珠抑制PCR的原因，以及解决方案。

那磁珠抑制PCR的可能性因素有哪些呢？
1.磁珠品牌；
2.磁珠使用量；
3.磁珠Fe离子泄露；
4.磁珠表面材质及电荷的影响；
此研究还有很多需要改进的地方，大家可在下方留言，共同探讨。

不同品牌的SA磁珠对PCR的影响
我们选用了进口磁珠以及两种品牌的国产链霉亲和素磁珠（SA磁珠）验证其对PCR的影响。结果出乎意料，进口T1磁珠对PCR的抑制效果最为明显。SA-1磁珠对PCR的影响强于SA-2磁珠。

图1.不同品牌的磁珠（1 mg beads/50μL PCR）均对PCR具有不同程度的抑制。

不同浓度的SA磁珠对PCR抑制效果
为了验证不同磁珠使用量对PCR的抑制情况，我们选用了两种SA磁珠，控制PCR体系中SA磁珠的浓度。结果显示，低浓度磁珠对PCR的抑制很少，甚至可略微增强PCR反应效率，但随着磁珠浓度增加，对PCR抑制作用显著上升。当磁珠浓度达到0.5mg/50μL PCR时，抑制作用开始明显，SA-1磁珠对PCR的影响强于SA-2磁珠（与上述结论相同）。

图2：两种不同浓度的SA磁珠投入PCR体系中，PCR产物的电泳图。

Fe离子泄露对PCR的抑制作用
资料报道10μM 以上浓度的Fe离子会强烈抑制PCR。若磁珠在PCR过程中有铁离子的渗出，则会导致对PCR的抑制。上述实验表明1mg/50μL PCR的磁珠均会对PCR产生抑制。但Fe离子泄露实验证明SA-2磁珠无Fe离子泄露，但仍然会抑制PCR反应。

图3：采用邻菲啰啉法检测检测2种SA磁珠在PCR产物中Fe离子的浓度。

不同表面材质及电荷的磁珠对PCR的抑制效果
本次实验我们选用2种不同表面的磁珠，其中一款为二氧化硅羟基表面。另外一款为聚合物羧基表面。两种磁珠在PCR体系中均无Fe离子泄露，但都对PCR产生抑制，其中二氧化硅羟基磁珠更为明显。

图4：相同浓度二氧化硅羟基磁珠以及聚合物羧基磁珠（1mg beads/50μL PCR）PCR之后的产物电泳图。

图5：两种磁珠在PCR体系中均无Fe离子泄露。磁珠抑制作用与漏铁无明显相关性。磁珠对PCR的抑制原因，更有可能是其表面材质（或电荷）对PCR有抑制作用。

磁珠对PCR抑制解决方案：
总而言之，对PCR体系抑制是绝大部分的磁珠都存在的现象。海狸研发团队为了解决以上问题，配合磁珠试剂，开发了一款能够消除磁珠对PCR影响的PCR增强试剂，能够明显降低磁珠对PCR的影响。

图6.control为正常PCR产物，1、2、3、4为PCR体系中添加4种不同磁珠的PCR产物。1、2、3、4-Enhancer是在PCR体系中加入以上4中磁珠及4μL的增强试剂后PCR产物。