产品解析 | 第5期:Agilent 2100生物分析仪

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发表时间:2023-10-08 09:08

微流控芯片发展至今已经被广泛应用于生物医学和环境科学等各个领域。事实上,早期的微流控芯片实验室研究工作是从电泳芯片开始的,其最早的一轮应用也是在芯片电泳上进行的。基于毛细管电泳原理的分离技术已成为微流控芯片实验室中发展最快、最成熟的技术单元之一,在整个芯片平台技术研究中占有特殊地位。

毛细管电泳分离芯片的应用,最具代表性的产品便是Agilent 2100生物分析仪,一套能够在独立平台上完成DNA、RNA、蛋白质的分子量测定、定量分析与质量控制的多功能系统。自1999年上市,该款设备经过二十多年的发展,已经成为电泳芯片产品中的经典之作,被应用于全球110多个国家的市场,科学论文中引用次数超过了60000次。今天小编就带大家一起来了解一下这款产品。


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【产品简介】

通过传统凝胶电泳法进行核酸质控步骤繁琐,耗时费力,且容易产生人为误差。相比之下,Agilent 2100 生物分析仪的独特优点在于它利用电泳将目标样本分离,提高数据精确度和重复性的同时,缩短了分析时间。得益于微流控芯片平台全集成和小尺寸的特征,最大限度地降低样品消耗,提高了复杂工作流程的自动化和完整性。

如图1所示,整个设备由主机、芯片、配套前处理工具和试剂组成。仅需三步便可实现全流程处理:(1)前处理阶段,先手动将凝胶染料注入芯片通道内部,使玻璃通道充满凝胶用于后续电泳控制,随后在各个槽内加入对应的样品和试剂;(2)短暂震荡混匀;(3)置于设备内上机检测。


图1:(a)Agilent2100生物分析仪;(b)DNA分析芯片;(c)设备操作流程


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【芯片解析】

一、芯片构成


Agilent 2100 生物分析仪所用的芯片如图2所示,该芯片中的流体通道由玻璃材质组成,设置有12个检测样品池,3个凝胶染料池以及1个标准样品池。


图2:Agilent2100 DNA芯片示意图


二、 流体解析

芯片流体视频


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【小编点评】

一、产品优势

1、操作简便:仅需要5min便可完成样品前处理,试剂消耗量少,整个样品分离和检测过程通过设备实现全自动处理,极大程度上减少了操作量。

2、检测精度高:采用毛细电泳作用将通道内皮升级别的样品分离出来,通过激光传感检测器进行检测,灵敏度和重复度大幅度提高。同时基于毛细管电泳的技术特征,其稳定性和可靠性良好。

3、多功能:该款产品在不断更新迭代过程中,孕育出四款不同类型芯片,可在同一款设备上实现细胞分析、RNA、DNA以及蛋白质的分子量测定、定量分析等多项功能。


二、技术难度或门槛

该产品芯片采用玻璃材质,相比于传统高分子材质微流控芯片,玻璃芯片加工成型以及封装键合具有一定的设备和技术门槛,成本较高。

芯片毛细管电泳的流体控制主要依赖于通道表面或凝胶的电渗流特性,此外在流体运动和检测过程中,重复的电极电压控制和光电信号分析对设备模块之间的协同性要求较高。


三、技术平台的应用展望

毛细管电泳技术作为微流控芯片应用研究中的重要组成,一直以来被广泛关注,但是目前市面上成熟且稳定的产品相对较少,相信未来优秀的国产化同类产品会不断涌现。


注:

1. 参考专利:WO2005094981A1、EP2011573B1、US20090056425A1等;

2. 参考文献:Panaro N J , Yuen P K , Sakazume T ,et al.Evaluation of DNA Fragment Sizing and Quantification by the Agilent 2100 Bioanalyzer [J]. Clinical Chemistry, 2000, 46(11):1851-1853. DOI:10.1016/S0009-9120(00)00191-0.;

3. 图片来源:https://www.agilent.com.cn/zh-cn/product/automated-electrophoresis/bioanalyzer-systems/bioanalyzer-instrument/2100-bioanalyzer-instrument-228250;

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