MagMAX Sequential DNA/RNA Kit 助力血液学研究:从同一样本高效获取 DNA 与 RNA

引言:从有限血液样本获取更多分子信息

高质量的 DNA 和 RNA 是血液学疾病分子研究和生物标志物发现的基础。全血和骨髓样本中富含遗传物质,但样本往往宝贵且体积有限,如果分别进行 DNA 和 RNA 提取,不仅耗材与时间成本高,也加剧了样本消耗压力。

 

Applied Biosystems™ MagMAX™ Sequential DNA/RNA Kit 可在同一份全血或骨髓样本上顺序提取 DNA 和 RNA,并分别得到适用于多种分子应用(qPCR、测序等)的独立洗脱液。该试剂盒专为 Thermo Scientific™ KingFisher™ 系列自动核酸纯化系统优化,可在约 2.5 小时内完成从样本到双重核酸产物的自动化流程。


应用背景:血液学与骨髓研究中的样本挑战

在血液肿瘤、骨髓增殖性疾病以及免疫相关疾病研究中,研究者需要从全血和骨髓样本中同时获得:

  • 用于检测基因突变、拷贝数变化的 DNA
  • 用于分析基因表达谱、融合基因的 RNA

传统方案往往需要两次提取,或对样本进行红细胞裂解等预处理,增加了操作复杂性和核酸降解风险。MagMAX Sequential DNA/RNA Kit 通过磁珠法顺序提取,实现:

  • 单一样本源:先提取 DNA,再在同一上样孔中继续处理上清获得 RNA
  • 无需预先红细胞裂解(无 RBC lysis):减少操作步骤,降低时间与误差来源
  • 与 KingFisher 系统深度集成:适用于 KingFisher Flex、Apex 和 Duo Prime 等多种平台,支持不同通量需求

这为血液学实验室、肿瘤研究机构和分子生物学平台提供了一套可扩展的自动化核酸制备方案。


实验方法与结果

样本与提取条件

  • 样本类型
    • 全血:来自 3 名健康供者,收集于 K₂EDTA 抗凝管,冷链隔夜运输
    • 骨髓:来自 3 名健康供者的商业化骨髓样本,冰上隔夜运输
  • 上样体积
    • 全血:100、150、200、500 µL
    • 骨髓:50、150、200、500 µL
  • 提取平台
    • KingFisher™ Flex、KingFisher™ Apex、KingFisher™ Duo Prime
    • 低体积(≤150 µL)在 96 deep-well 板中处理,高体积(200–500 µL)在 24 deep-well 板中处理

顺序提取后获得独立的 DNA 与 RNA 洗脱液,用于后续产量、质量和分子功能验证。

 

DNA 与 RNA 产量与质量

提取产物使用 Qubit™ 1X dsDNA Broad Range Assay Kit 和 Qubit™ RNA High Sensitivity Assay Kit 在 Qubit™ Flex Fluorometer 上分别测定 DNA 与 RNA 浓度;RNA 完整性采用 Agilent™ 2100 Bioanalyzer 与 RNA 6000 Pico Kit 评估。

关键结果:

  • 在所有全血与骨髓上样体积条件下:
    • 总 DNA 产量均 >200 ng
    • 总 RNA 产量均 ≥100 ng
  • 随上样体积增大,理论上产量增加,但由于样本未按白细胞数(WBC)归一化,实际结果在不同供者间存在一定波动。
  • 白细胞计数是影响核酸产量的关键因素,试剂盒建议上样样本的 WBC 浓度不超过 15,000 WBC/µL

不同 KingFisher 平台间的一致性

为评估同一试剂盒在不同 KingFisher 仪器上的重复性,研究对低体积样本(骨髓 50–150 µL,全血 100–150 µL)分别在 KingFisher Duo Prime 与 KingFisher Flex 上进行提取,并比较:

  • 样本平均浓度(ng/µL)
  • 样本平均总产量(ng)

结果显示,两台仪器在全血和骨髓样本上的 DNA/RNA 浓度与产量非常接近,仅有轻微差异,说明方案在不同 KingFisher 平台间具有良好的可转移性。

 

RNA 完整性(DV200 指标)

在顺序提取流程中,RNA 是在 DNA 提取和 DNase 处理后再行结合和洗脱,因此 RNA 完整性尤为关键。研究通过 Bioanalyzer 计算 DV200(长度 >200 nt 的片段占总 RNA 的百分比),结果显示:

  • 所有全血与骨髓样本的平均 DV200 均 >65%
  • 不同上样体积与不同 KingFisher 仪器下的 DV200 分布稳定,表明顺序提取不会明显破坏 RNA

分子功能性能——qPCR 与 NGS 评估

1. qPCR:验证 DNA/RNA 纯度与扩增能力

  • DNA:使用 Applied Biosystems™ TaqMan™ Assay(GAPDH_g1)配合 TaqMan™ Universal Master Mix II (no UNG),每反应加入 1 µL DNA 洗脱液,在 QuantStudio™ 7 Flex 实时 PCR 系统上检测。
  • RNA:以 Invitrogen™ SuperScript™ VILO™ cDNA Synthesis Kit 将 4 µL RNA 洗脱液逆转录为 cDNA,再用 TaqMan Assay(GAPDH_m1)进行 qPCR。

为评估 RNA 洗脱液中的 DNA 残留,分别设置 +RT(含逆转录)与 –RT(不含逆转录)反应,比对阈值循环数差值 dCq:

  • 所有样本中,+RT 与 –RT 之间的 dCq 均 >7 个循环,说明 RNA 洗脱液中 DNA 携带量极低,可视为 RNA 特异信号为主。
  • DNA 目标(GAPDH_g1)在所有样本中 100% 获得扩增

2. NGS:适配 Oncomine Myeloid Assay 与 Genexus

为进一步验证顺序提取核酸在高灵敏度测序中的表现,研究使用:

  • Oncomine™ Myeloid Assay GX v2(DNA/RNA 靶向测序)
  • Ion Torrent™ Genexus™ Integrated Sequencer

对同一顺序提取得到的 DNA 和 RNA 进行了建库与测序。关键质量指标包括:

DNA 测序指标

  • Myeloid DNA amplicon uniformity:100%(目标 ≥97%)
  • DNA base uniformity:99%(目标 ≥97%)
  • 350× hotspot 覆盖率:100%(目标 ≥97%)
  • CEBPA 高 GC 区域 350× 覆盖率:100%(目标 ≥90%)
  • Mapped reads:2,360,122(目标 ≥800,000)
  • 平均读长(MRL):210 bp(目标 ≥200 bp)

RNA 测序指标

  • Mapped(可比对融合)reads:403,984(目标 ≥50,000)
  • 平均比对率:74%(目标 ≥60%)
  • 平均读长(MRL):103 bp(目标 ≥70 bp)

应用场景:谁适合采用 MagMAX Sequential DNA/RNA 工作流?

  • 血液肿瘤与骨髓疾病研究
    • 从有限的骨髓穿刺或外周血样本中同时获取 DNA 和 RNA,适用于驱动基因突变检测、融合基因分析及表达谱研究。
  • 转化医学与生物标志物开发
    • 在同一样本上从基因组与转录组两个层面验证候选标志物,减少样本间差异。
  • 高通量分子检测平台
    • 结合 KingFisher Flex 或 Apex,可实现 24–96 样本的批量自动化处理,适合中心实验室、CRO 及分子诊断研发团队(科研用途)。
  • 节约样本的回顾性队列研究
    • 对珍贵或体积受限的冷冻全血、骨髓样本进行双重核酸提取,提高单份样本的信息密度。

优势亮点总结

  • 同一样本顺序提取 DNA 与 RNA:最大化利用宝贵血液与骨髓样本,减少采血次数和样本消耗。
  • 无需前处理红细胞裂解:简化操作步骤,缩短整体流程时间。
  • 与 KingFisher 自动化深度集成
    • 工作流总耗时约 2.5 小时(包含手工配板)
    • 适配 KingFisher Flex、Apex 与 Duo Prime,多通量覆盖
  • 高产量与高完整性
    • DNA 总产量 >200 ng;RNA 总产量 ≥100 ng
    • RNA DV200 >65%,适用于多种转录组与融合基因分析
  • 跨平台一致性与可重复性:在不同 KingFisher 仪器间 DNA/RNA 产量与浓度一致性良好。
  • 分子功能表现优异
    • qPCR 扩增率 100%,RNA 洗脱液中 DNA 携带量极低(dCq >7)
    • NGS 指标(均一性、覆盖度、读长和比对率)全部达到或优于 Oncomine Myeloid 工作流的推荐阈值。
  • 品牌与技术生态一体化:与 Qubit、QuantStudio、Veriti、Genexus 等 Thermo Fisher 仪器及 Oncomine 试剂无缝衔接,构建端到端血液学分子检测解决方案。

小结

MagMAX Sequential DNA/RNA Kit 联合 KingFisher 自动核酸纯化系统,为血液学与骨髓研究提供了一套高效、稳定且可扩展的顺序提取方案。实验结果表明,该方案能够在同一份全血或骨髓样本中获得高产量、高完整性的 DNA 与 RNA,并在 qPCR 和 NGS 等关键下游应用中表现优异,为基因突变检测、融合基因分析以及生物标志物开发提供可靠的样本制备基础。

 

本产品 仅供科研使用,不用于诊断目的