摘 要:傳統(tǒng)方式提取DNA大多運(yùn)用氯仿、苯酚以及異丙醇等其它相關(guān)的試劑,此提取DNA的方式純度相對(duì)而言比較低,實(shí)驗(yàn)過程非常的復(fù)雜、耗時(shí)之多,并且還有可能產(chǎn)生毒性的物質(zhì)。所以,運(yùn)用商品化的試劑盒針對(duì)DNA進(jìn)行提取,顯得更加的簡(jiǎn)潔、便利,其成本開支相對(duì)介紹。本文首先介紹了試劑盒提取DNA方法的相關(guān)內(nèi)容,并以兩種動(dòng)物組織DNA提取方法的比較為具體的案例進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞:DNA提取試劑盒;DNA;改進(jìn)
1 動(dòng)物基因組DNA提取的方法
1.1 損傷性取樣材料DNA的提取
1.1.1 乙醇保存的動(dòng)物標(biāo)本基因組DNA提取方式
用乙醇保存動(dòng)物標(biāo)本是最為常見、效果最好的方式。因?yàn)榇蟛糠值腄NA酶必須具備某個(gè)二價(jià)陽(yáng)離子當(dāng)作輔助的因子(例如:Ca2+、Mg2+等),在70%的乙醇里面倒入合適數(shù)量的EDTA, EDTA能夠在較短的時(shí)間內(nèi)調(diào)控住DNA酶的活性,從而避免DNA所發(fā)生的的降解。莫邦輝等人在酒精標(biāo)本DNA模板迅速提取里面并未運(yùn)用蛋白酶K,單單是在緩沖液(0.5% SDS, 10mmol/L Tris-HCl,100mmol/LEDTA, pH 8.0), 37℃溫浴1h之后消化相關(guān)的材料,同樣得到了比較好的擴(kuò)增效果,然而這樣的方式只能夠運(yùn)用片段比較短的PCR擴(kuò)增中去。通常而言,使用酒精標(biāo)本提取DNA的方式均會(huì)加入一定量的蛋白酶K,同時(shí)56℃的溫度之下消化8~ 14h,以使得組織里面所含有的蛋白質(zhì)全部消化。
1.1.2 甲醛溶液保存的動(dòng)物基因組DNA提取方式
在之前所進(jìn)行的探索里面針對(duì)福爾馬林標(biāo)本的DNA提取方式做出了非常大的改善,在標(biāo)本的預(yù)先處理過程中,主要有臨界點(diǎn)干燥與梯度酒精浸泡這兩種不同的形式。然而梯度酒精浸泡的方式造成乙醇和標(biāo)本里面的甲醛發(fā)成反應(yīng)形成縮醛與半縮醛等,接著經(jīng)過酒精變換被過濾出去。徐來祥等人為了避免標(biāo)本吸入較多的水分而導(dǎo)致細(xì)胞被損害,運(yùn)用PBS溶液融合乙醇溶液對(duì)樣品進(jìn)行浸泡、洗脫,同樣獲得了比較好的成果。在針對(duì)DNA進(jìn)行提取的環(huán)節(jié)里面,周美玉與杜世章等人均均采取了抗氧化劑二硫蘇糖醇(DTT),DTT可以非常好的避免甲醛氧化成甲酸,然而甲酸同樣會(huì)導(dǎo)致DNA出現(xiàn)降解,所以抗氧化劑的通入對(duì)于DNA的提取有著非常重要的意義。
1.2 非損傷性取樣材料DNA的提取
1.2.1 從毛發(fā)里面提取DNA的方式
從毛發(fā)里面獲得DNA,與其有關(guān)的報(bào)道非常之多。余艦等人在蛋白酶K的作用之下,運(yùn)用酚-氯仿反復(fù)抽提的形式便已由毛發(fā)里面獲得極少數(shù)的DNA。徐艷春與伍新堯等人采取Chelex-100處理毛發(fā)提取DNA,然而運(yùn)用這樣的方式對(duì)于毛囊細(xì)胞的裂解并不充分,所遺留的消化液對(duì)于之后所進(jìn)行的PCR實(shí)驗(yàn)有非常的負(fù)面影響。之后,李軍林等人以普通的酚-氯仿提取方式為基礎(chǔ)進(jìn)行改善,以pH 8.8Tris-HCl、MgCl2溶液與蛋白酶K作為裂解液進(jìn)行消化,得到了品質(zhì)比較高的DNA。
1.2.2 從血液樣本里面提取DNA的方式
從血液里面取得DNA最為重要的便是清除掉里面所含有的蛋白質(zhì)與紅細(xì)胞等其它物質(zhì)。通常所采取的方式為:首先獲得淋巴細(xì)胞,接著運(yùn)用蛋白酶K、SDS進(jìn)行消化,接著采取酚氯仿抽提進(jìn)行提取、使用乙醇進(jìn)行沉淀。然而這樣的方式比較繁瑣,同時(shí)所使用的試劑對(duì)于人們的健康有著較大的影響,因此有大量的專業(yè)人士對(duì)其作出了改善。趙權(quán)等人運(yùn)用TritonX-100來對(duì)白細(xì)胞與紅細(xì)胞進(jìn)行破碎,直接獲得白細(xì)胞核,接著運(yùn)用NaClO4, SDS分解聚核蛋白,然而并未運(yùn)用蛋白酶K,最終運(yùn)用PCl(酚∶氯仿∶異戊醇25∶24∶1)進(jìn)行抽提,使用乙醇進(jìn)行最后的沉淀。這樣的方式能夠更加好的去除紅細(xì)胞。
2 試劑盒提取DNA的步驟
開展試驗(yàn)之前所需要注意的幾點(diǎn)內(nèi)容:
1、首次運(yùn)用之前需要根據(jù)試劑瓶外所貼的標(biāo)簽指示首先在漂洗液PW與緩沖液GD里面倒入適量的無水乙醇。
2、所選取的樣品需要防止重復(fù)此能夠的冷凍與溶化,不然會(huì)造成所提取出的DNA片段相對(duì)較小,提取的數(shù)量減低。
3、如果緩沖液GB或者GA里面有沉淀物,能夠?qū)⑵渲萌?6℃的水浴里面再次溶解,搖勻之后繼續(xù)運(yùn)用。
4、全部的離心過程都需要運(yùn)用臺(tái)式的離心機(jī),在室溫背景下進(jìn)行離心。
具體的操作步驟:
1.處理相關(guān)的材料:
a、如果所提取的材料是血液,能夠直接運(yùn)用200μl冷凍、新鮮或者是融入各式各樣抗凝劑的血液,如果沒有200μl能夠加入適量的緩沖液GA進(jìn)行補(bǔ)充;
b、若所需處理的血樣是鳥類、禽類以及兩棲類等其它更加低級(jí)生物的抗凝血液,它們的紅細(xì)胞是有核細(xì)胞,所以處理量在5-20μl的范疇以內(nèi),能夠加入緩沖液GA達(dá)到200μl之后實(shí)施以下的裂解過程。
c、由貼壁培養(yǎng)所獲得細(xì)胞首先需要處理成細(xì)胞懸液,10,000rpm(-11,200×g)離心1min,去處上清,倒入200μl緩沖液GA,不停的振蕩直到完全的懸浮。
d、動(dòng)物組織(脾組織的用量需要低于10mg)首先需要打碎成細(xì)胞懸液,接著放入10,000rpm(-11,200×g)離心1min,去處上清,倒入200μl緩沖液GA,不停的振蕩直到完全的懸浮。
2. 倒入20μl的蛋白酶K溶液,搖晃均勻。
a、在提取血液基因組的時(shí)候,僅僅需要加入蛋白酶k搖晃均勻,便能夠進(jìn)入一下道程序。
b、在提取細(xì)胞基因組的時(shí)候,僅僅需要加入蛋白酶k搖晃均勻,便能夠進(jìn)入一下道程序。
c、在提取組織基因組的時(shí)候,加入蛋白酶k搖晃均勻之后,進(jìn)行56℃水浴,直到所有的組織全部溶解,簡(jiǎn)單的離心以清除懸掛在管蓋內(nèi)部的水珠,再進(jìn)入下一道程序。
3. 倒入200μl的緩沖液GB,全面顛倒使其均勻,在70℃中擱置10min,溶液變得非常的清亮,簡(jiǎn)單的離心以清除懸掛在管蓋內(nèi)部的水珠。
4. 倒入200μl的無水乙醇,全面振蕩混勻15s,這個(gè)時(shí)候或許會(huì)形成絮狀的沉淀物,簡(jiǎn)單的離心以清除懸掛在管蓋內(nèi)部的水珠。
5. 將以上所獲得的溶液與絮狀的沉淀物均融入到吸附柱CB3里面,接著再將吸附柱置入收集管里面,12,000rpm(~13,400×g)離心30s,過濾掉廢液,把吸附柱CB3置入收集管里面。
6. 往吸附柱CB3里面倒入500μl的緩沖液GD (在運(yùn)用之前首先需要檢驗(yàn)是不是已經(jīng)倒入了無水乙醇),12,000rpm(~13,400×g)離心30s,過濾掉廢液,把吸附柱CB3置入收集管里面。
7. 往吸附柱CB3里面倒入600μl的漂洗液PW (在運(yùn)用之前首先需要檢驗(yàn)是不是已經(jīng)倒入了無水乙醇),12,000rpm(~13,400×g)離心30s,過濾掉廢液,把吸附柱CB3置入收集管里面。
8.重復(fù)執(zhí)行步驟7。
9. 把吸附柱CB3置入收集管里面,12,000rpm(~13,400×g)離心2min,過濾廢液。把吸附柱CB3放入室溫里面幾分鐘的時(shí)間,以充分晾干吸附材料里面所剩下的漂洗液。
10. 把吸附柱CB3轉(zhuǎn)移到其它未使用過的離心管里面,接著往吸附膜的中間區(qū)域懸空滴入50-200μl的洗脫緩沖液TE,室溫?cái)[放2-5min,12,000rpm(~13,400×g)離心2min,將所有的溶液采集到離心管里面。
3 案例分析——兩種動(dòng)物組織DNA提取方法的比較
3.1 材料與方法
3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
(1)試驗(yàn)樣本
此次試驗(yàn)所運(yùn)用的豬肉組織都源自于在售的新鮮動(dòng)物,在完成樣品收集之后儲(chǔ)藏在-80℃的冰箱里面。
(2)試驗(yàn)試劑以及相關(guān)的設(shè)備
a.血液/細(xì)胞/組織基因組DNA提取試劑盒,天根生化科技(北京)有限公司;
b.漩渦混勻器,海門市其林貝爾儀器制造有限公司;
c.微型離心機(jī),杭州米歐儀器有限公司;
e.FA2004N電子天平,上海精密科學(xué)儀器有限公司;
f.SP-1900UV型紫外可見分光光度計(jì),上海光譜儀器有限公司。
3.1.2 實(shí)驗(yàn)方法
(1)酚-氯仿抽提
①取50 mg豬肉組織剪碎之后置入1.5 ml的離心管里面,倒入400μl的裂解液、200μ的lSDS以及20μl的蛋白酶K,經(jīng)過56℃的水浴消化之后過夜處理;②往里面加入相同體積的飽和酚,充分搖晃5~6 min,靜靜的擱置5 min,12 000 r/min離心10 min;③細(xì)致的提取上清部門轉(zhuǎn)移到全新的1.5 ml的離心管里面,融入相同體積的體積比是25飽和酚:24氯仿:1異戊醇,充分搖晃至均勻,靜靜的擱置4~5 min,12 000r/min離心10 min;④細(xì)致的提取上清部門轉(zhuǎn)移到全新的1.5 ml的離心管里面,融入相同體積的體積比是24氯仿:1異戊醇,充分搖晃至均勻,靜靜的擱置4~5 min,12 000 r/min離心10 min;⑤細(xì)致的提取上清部門轉(zhuǎn)移到全新的1.5 ml的離心管里面,倒入2倍的無水乙醇,(無水乙醇需要提前擺放于-20℃的環(huán)境中冷凍5~10 min),12 000 r/min離心10 min;⑥排除無水乙醇,倒入1 ml的75%乙醇,反復(fù)吹打,12 000 r/min離心10 min,此步驟需要重復(fù)1次;⑦通風(fēng)、干燥5~10 min,倒入50μl的純水。
(2)試劑盒提取
①取50 mg豬肉組織剪碎之后置入1.5 ml的離心管里面,融入200μl的緩沖液GA,倒入20μl蛋白酶k搖晃均勻之后,進(jìn)行56℃水浴,直到所有的組織全部溶解;②倒入200μl的緩沖液GB,全面顛倒使其均勻,在70℃中擱置10min,溶液變得非常的清亮,簡(jiǎn)單的離心以清除懸掛在管蓋內(nèi)部的水珠;③倒入200μl的無水乙醇,全面振蕩混勻15s,這個(gè)時(shí)候或許會(huì)形成絮狀的沉淀物,簡(jiǎn)單的離心以清除懸掛在管蓋內(nèi)部的水珠;④將以上所獲得的溶液與絮狀的沉淀物均融入到吸附柱CB3里面,接著再將吸附柱置入收集管里面,12,000rpm(~13,400×g)離心30s,過濾掉廢液,把吸附柱CB3置入收集管里面;⑤往吸附柱CB3里面倒入500μl的緩沖液GD (在運(yùn)用之前首先需要檢驗(yàn)是不是已經(jīng)倒入了無水乙醇),12,000rpm(~13,400×g)離心30s,過濾掉廢液,把吸附柱CB3置入收集管里面;⑥往吸附柱CB3里面倒入600μl的漂洗液PW (在運(yùn)用之前首先需要檢驗(yàn)是不是已經(jīng)倒入了無水乙醇),12,000rpm(~13,400×g)離心30s,過濾掉廢液,把吸附柱CB3置入收集管里面,重復(fù)再做一次;⑦把吸附柱CB3置入收集管里面,12,000rpm(~13,400×g)離心2min,過濾廢液。把吸附柱CB3放入室溫里面幾分鐘的時(shí)間,以充分晾干吸附材料里面所剩下的漂洗液;⑧把吸附柱CB3轉(zhuǎn)移到其它未使用過的離心管里面,接著往吸附膜的中間區(qū)域懸空滴入150μl的洗脫緩沖液TE,室溫?cái)[放2-5min,12,000rpm(~13,400×g)離心2min,將所有的溶液采集到離心管里面。能夠直接開展PCR反應(yīng)。
3.1.3 DNA濃度與純度的檢測(cè)
運(yùn)用核酸蛋白定量?jī)x檢測(cè)DNA樣品的OD260、OD280吸光度具體數(shù)值同時(shí)測(cè)定DNA的濃度與純度
3.1.4 PCR 擴(kuò)增試驗(yàn)
豬cytb基因引物所設(shè)計(jì)的序列為:上游5′CACGACCAATGACATGAAAAATC3′,下游5′GCTGCGAGGGCGGTAAT3′。PCR的反應(yīng)過程如下:PCR反應(yīng)總體系是50μl,PCR反應(yīng)組成成分主要有以下幾種:其間10×Buffer 5μl,10mmol/LdNTP 4μl,12.5μmol/L上下游的引物均為1.5μl,Ex Tag DNA聚合酶2U,倒入超純水直到50μl。PCR所必備的反應(yīng)條件如下:94℃預(yù)變性5min,94℃變性30 s,58℃退火30 s,72℃延伸1min,一共有35個(gè)重復(fù)過程,最終72℃延伸10 min,溫度降調(diào)4℃儲(chǔ)藏。御用酚-氯仿抽提的方式所獲得的DNA置入4℃的溫度中儲(chǔ)藏3~5 d之后,進(jìn)行PCR擴(kuò)增。采取試劑盒所獲得的DNA能夠直接進(jìn)行PCR擴(kuò)增。
3.2 結(jié)果
3.2.1 DNA純度、濃度的測(cè)定結(jié)果
從以上兩種方式所測(cè)得的DNA純度層面來看,酚-氯仿抽提是1.58±0.18,試劑盒提取法是1.74±0.15,兩者之間的差距非常明顯(P<0.05),試劑盒所提取出的DNA純度更加接近于1.8。從DNA的濃度層面來看:酚-氯仿抽提法時(shí)120±25μg/ml,試劑盒提取法是112±11μg/ml,兩者之間沒有太大的差距。
3.2.2 DNA瓊脂糖電泳結(jié)果
瓊脂電泳檢測(cè)DNA帶型相對(duì)比較聚集、整齊(如圖1所示),此便表明以上兩種方式所提取獲得的基因組DNA都是非常全面的、無降解的。
3.2.3 PCR擴(kuò)增后結(jié)果
圖2所代表的是cytb基因經(jīng)過PCR擴(kuò)增之后的效果,此兩種不同的方式所提取得到的基因組DNA均能夠當(dāng)作PCR擴(kuò)增所需的模板,同時(shí)均有著非常好的擴(kuò)增成效。
4 結(jié)論
(1)使用試劑盒進(jìn)行提取非常的迅速、便利,相同樣品的操作與比酚-氯仿抽提相比少用了非常少的時(shí)間。(2)使用試劑盒進(jìn)行提取防止運(yùn)用含有毒性的氯仿與苯酚等其它相關(guān)的試劑,避免了具體操作環(huán)節(jié)里面對(duì)于工作人員自身的健康造成傷害。(3)使用試劑盒所提出的DNA產(chǎn)量相對(duì)較高,純度較好,能夠直接運(yùn)用于PCR與其它的酶切試驗(yàn)中去。(4)因?yàn)樵噭┖刑崛〉姆绞竭\(yùn)用了離心柱,防止了多次重復(fù)性的換管,節(jié)約了大量的資源,離心的時(shí)間較少,離心只需要在室溫下就能夠完成,避免對(duì)離心機(jī)造成損害,同時(shí)采取試劑盒進(jìn)行提取是綠色無污染的。(5)試劑盒提取具備較強(qiáng)的重復(fù)性、平穩(wěn)的結(jié)果以及較高的成功率等優(yōu)點(diǎn),減少了提取所需要的費(fèi)用,比較適合用于大量DNA的提取。
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作者簡(jiǎn)介:
郭瀟,男,侗族,籍貫:湖北恩施,學(xué)歷學(xué)位:本科,職稱,學(xué)生,單位:武漢輕工大學(xué)