Современные наборы для выделения ДНК и РНК, например с целью проведения ПЦР для выявления тех или иных заболеваний, основаны на использовании в качестве сорбентов магнитных частиц, покрытых оболочкой из оксида кремния или полимеров (полистирол, полиакрилат и тп)

Магнитные частицы сорбируют на поверхности молекулы ДНК и РНК. При этом их легко осадить из суспензии с помощью магнитного штатива (или автоматической станции выделения). В отсутствии магнитного поля частицы между собой не слипаются, но на магните происходит их моментальная иммобилизация, что позволяет быстро сменить раствор, в котором они могут быть вновь редиспергированы.

Такой метод выделения и очистки ДНК/РНК не требует применения трудоемких процедур таких, как фильтрация и центрифугирование. Это значительно снижает вероятность повреждений цепочек биомолекул. Полученный препарат получается свободным от примесей лизатов или компонентов реакционных смесей и готов для использования в любых приложениях молекулярной биологии. Применение магнитных частиц позволяет лабораториям безопасно обрабатывать десятки тысяч образцов в день в автоматическом режиме.

Как правило поверхности таких частиц химически модернизируют с целью лучшей адсорбции молекул ДНК и РНК, а также с целью повышения избирательности к определенным типам ДНК/РНК.

Основные виды модификаций поверхности приведены ниже:
• SiO-(OH)x диоксид кремния, насыщенный гидроксильными группами (для выделения нуклеиновых кислот);
• СООН — карбоксильные группы (для концентрирования нуклеиновых кислот или их очистки из реакционных смесей);
• олиго(д)Т (для выделения поли(А) мРНК);
• NH₂ — амины (для пришивки белков с соответствующей функциональной группой);
• стрептавидин (для захвата биотинилированных продуктов).

Самыми массовыми и востребованными частицами являются магнитные частицы с Si-OH и Si-COOH модифицированной поверхностью, так как с помощью них решают подавляющее большинство задач по выделению нуклеиновых кислот в современной молекулярной биологии.

Синтез магнитных частиц для выделения нуклеиновых кислот — очень трудоемкая и сложная задача. Поэтому не удивительно, что средняя цена даже на базовые частицы колеблется от 180 до 350 тыс рублей за 1 литр раствора с концентрацией частиц от 25 до 50 мкг/мл (примерно 25 - 50 г частиц на 1000 мл воды).

Разработанная HipPe Chemicals методика синтеза частиц с парамагнитным ядром позволяет делать очень качественные частицы с разными типами модифицированной поверхности и более точно выверенным средним размером частиц (т.е. они являются более монодисперсными). Кроме того, метод позволяет легко варьировать % содержание магнетита в ядре (от 15 до 50% по массе частицы). Например можно сделать частицы с повышенным содержанием магнитного материала для ускоренного роботизированного выделения нуклеиновых кислот. Метод обладает хорошей повторяемостью и позволяет получать очень большое количество частиц с точно заданными параметрами (размер, дисперсность, количество магнетита, степень модификации поверхности и тд) при сравнительно невысоких затратах на производство.
Невысокая себестоимость синтеза таких частиц позволяет увеличить их концентрацию в растворе до 100 мкг/мл против 25-50 мкг/мл (обычно) при сохранении цены за 1 литр раствора. Это позволяет выделять нуклеиновые кислоты с гораздо более высокой эффективностью, что существенно сокращает время проведения генетических тестов и делает результат более стабильным и надёжным (!!!).
Кроме того, обычно, дисперсию магнитных частиц нельзя замораживать вместе с остальной частью реагентов набора ПЦР. Их необходимо хранить при заданной производителем положительной температуре. Это заметно усложняет логистику при транспортировке и хранении. Магнитные частицы, разработанные научной группой HipPe Chemicals лишены этих недостатков. Экспериментально подтверждено, что водные растворы частиц выдерживают до 10-ти циклов замораживания/размораживания без существенного снижения эффективности их работы и без физического разрушения частиц.