在(zài)分子(zǐ)生(shēng)物學實(shí)驗(yàn)中,提取質(zhì)粒(lì) 是最基礎(chǔ)也是(shì)最(zuì)頻繁的(dí)操作(zuò)之一。無(wú)論是(shì)用於(yú)後續(xù)的酶切鑒定(dìng),測序轉化,還是高(gāo)靈敏(mǐn)度的(dí)細胞(bāo)轉(zhuǎn)染,質(zhì)粒(lì)的產(chǎn)量(濃度)和質(zhì)量(liáng)(純度,完(wán)整(zhěng)性)都(dū)直接(jiē)決(jué)定(dìng)了實(shí)驗(yàn)的成敗(bài)。許多科(kē)研人員在遇到 “得率低(dī)" 或(huò) “轉(zhuǎn)染失敗" 時,往往(wǎng)歸咎於(yú)試(shì)劑(jì)盒性(xìng)能(néng),而忽(hū)略(lüè)了(liǎo)實驗過(guò)程(chéng)中諸多細(xì)微(wēi)變量(liáng)的(dí)影響(xiǎng)。本(běn)文(wén)將(jiāng)從(cóng)菌株(zhū)特性,培(péi)養條件(jiàn),裂解控製及純(chún)化(huà)操作四個維度(dù),深(shēn)度解析影(yǐng)響 提取質粒 效(xiào)果(guǒ)的關鍵(jiàn)因素(sù),助您優(yōu)化(huà)實(shí)驗(yàn)流(liú)程,獲得高(gāo)純(chún)度(dù)質粒(lì)。
一(yī), 菌(jūn)株特性(xìng)與(yǔ)質粒(lì)拷(kǎo)貝數(shù):遺傳(chuán)基(jī)礎的決(jué)定作用(yòng)
提(tí)取質(zhì)粒(lì) 的(dí)上(shàng)限(xiàn)首(shǒu)先(xiān)由宿(sù)主菌和載體(tǐ)本(běn)身的遺傳(chuán)特(tè)性決定(dìng),這是(shì)物理層(céng)麵的天花板。
質粒拷(kǎo)貝數(shù):
不同(tóng)類(lèi)型的(dí)質粒在宿主菌內的復製能力差異巨大。高(gāo)拷貝質(zhì)粒(如 pUC,pBluescript 係列(liè))在(zài)單(dān)菌內可達數百甚至上(shàng)千(qiān)拷(kǎo)貝,通常 Miniprep 可獲得微克級(jí)的產量;而(ér)低拷(kǎo)貝質(zhì)粒(如(rú) pBR322,pACYC 係列)或(huò)克(kè)隆大片段 DNA 的載(zǎi)體(tǐ)(如 BAC,PAC),拷(kǎo)貝數極(jí)低(dī),提取時(shí)建議(yì)增加菌(jūn)體用(yòng)量或(huò)選擇(zé)專門針(zhēn)對低拷(kǎo)貝質(zhì)粒的試(shì)劑(jì)盒,否則極易導致產量(liáng)檢測(cè)不(bù)到(dào)。
宿主菌基(jī)因型(xíng):
宿(sù)主菌的(dí)內切酶(méi)係(xì)統會嚴重影(yǐng)響(xiǎng)質粒質量。例如,endA 基因(yīn)編碼的(dí)核酸內切(qiē)酶 I 若未(wèi)突變(如 JM109 菌株(zhū)),極易在製備過程(chéng)中汙染質粒,導致質粒(lì)被降(jiàng)解(jiě),無(wú)法(fǎ)用於(yú)限(xiàn)製性酶切(qiē)或(huò)轉(zhuǎn)染。因此,提取質粒 用於轉(zhuǎn)染時,強(qiáng)烈推(tuī)薦(jiàn)使(shǐ)用(yòng) endA1 突(tū)變的菌株(如 DH5α,XL1-Blue)。此(cǐ)外,某(mǒu)些重組(zǔ)質粒在大腸杆菌(jūn)中(zhōng)可(kě)能(néng)不穩定,發(fā)生重排或(huò)缺失(shī),此(cǐ)時應選用重組(zǔ)酶缺陷(xiàn)型(xíng)菌株(zhū)(如(rú) Stbl3)。
二, 培養條(tiáo)件:菌(jūn)體狀態的精(jīng)細(xì)調(tiáo)控
細菌的生(shēng)長狀態直接決(jué)定了 提取質粒 的(dí)起(qǐ)始(shǐ)模板(bǎn)量(liáng),過老或(huò)過嫩的菌(jūn)體都(dū)是不利因(yīn)素。
抗(kàng)生素壓力(lì)與(yǔ)培養(yǎng)基(jī):
抗生素是(shì)維持質粒選(xuǎn)擇壓力的(dí)關(guān)鍵。若(ruò)抗(kàng)生素(sù)濃(nóng)度(dù)過低或放置(zhì)時(shí)間(jiān)過長(cháng)失效,會(huì)導致質粒(lì)丟(diū)失(shī),產生(shēng)無(wú)質(zhì)粒(lì)細(xì)胞,從(cóng)而降低實(shí)際產量。此(cǐ)外(wài),使(shǐ)用豐(fēng)富(fù)培養基(jī)(如(rú) TB,2xYT)相比(bǐ)普通(tōng) LB 培養(yǎng)基(jī),能提(tí)供更(gēng)多的營(yíng)養(yǎng),通(tōng)常能顯著提高(gāo)高拷貝質(zhì)粒(lì)的得率。
菌(jūn)體(tǐ)收獲時機(jī)(OD 值):
最佳(jiā)的收獲時機是(shì)細菌(jūn)處於(yú)對(duì)數(shù)生長(cháng)期的後(hòu)期,此時 OD600 值通(tōng)常在 1.5-3.0 之間(具體視(shì)菌(jūn)株而(ér)定)。若(ruò)在過對(duì)數期(qī)(靜止期)收獲(huò),細菌開(kāi)始(shǐ)裂(liè)解死(sǐ)亡(wáng),釋(shì)放的基因組 DNA 會增加裂解液的粘度(dù),嚴重汙染質粒,導致 OD260/230 比(bǐ)值異常,純度(dù)下(xià)降;若(ruò)收獲(huò)過(guò)早,菌體(tǐ)數量不足(zú),自(zì)然產(chǎn)量低下。

三(sān), 裂(liè)解(jiě)過(guò)程(chéng):成(chéng)敗(bài)的(dí)關(guān)鍵轉折點(diǎn)
鹼(jiǎn)裂(liè)解(jiě)法(fǎ)是(shì) 提取(qǔ)質粒 的核心步驟,也是(shì)操(cāo)作(zuò)風(fēng)險最高的環節。此步驟涉及(jí) SDS 和 NaOH 的作(zuò)用,對時(shí)間和操作(zuò)手(shǒu)法要求(qiú)ji高。
裂(liè)解(jiě)時(shí)間的(dí)把控(kòng):
加(jiā)入裂解(jiě)液(yè)(溶(róng)液 II)後,菌體(tǐ)綫性基因組(zǔ) DNA 變性並與(yǔ)蛋(dàn)白質交(jiāo)聯(lián),而質粒由(yóu)於閉(bì)環結構保持(chí)復(fù)性(xìng)能力。此(cǐ)過程(chéng)必須嚴格(gé)控(kòng)製(zhì)時間(jiān)(通常(cháng)不(bù)超(chāo)過(guò) 5 分(fēn)鐘(zhōng))。若(ruò)裂解時間過長(cháng),強鹼環境(jìng)會不可逆地變(biàn)性質(zhì)粒(lì)(導致不可(kě)恢(huī)復的(dí)閉環 DNA 或開(kāi)環(huán) DNA),導(dǎo)致酶(méi)切效率降低(dī);若(ruò)時間過(guò)短(duǎn),則裂解(jiě)不充(chōng)分,釋(shì)放(fàng)不wan全(quán)。
混(hùn)合(hé)操作的(dí)力度:
加入(rù)中(zhōng)和(hé)液(溶液(yè) III)後的混合手法至(zhì)關重要(yào)。必(bì)須(xū)通過(guò)輕柔的上下(xià)顛(diān)倒(dǎo)或(huò)離(lí)心機(jī)震(zhèn)蕩進行混合,嚴禁(jīn)使用(yòng)渦(wō)旋(xuán)振蕩(dàng)器(qì)劇烈(liè)震蕩(dàng)。劇烈震蕩(dàng)會機械剪(jiǎn)切(qiē)變性的(dí)基(jī)因(yīn)組(zǔ) DNA 長(cháng)鏈,使其打(dǎ)斷(duàn)成(chéng)小片段。這些小片段在後續(xù)純(chún)化(huà)中難以(yǐ)與質(zhì)粒分離(lí),最終(zhōng)導致電泳圖(tú)譜中(zhōng)出現拖尾(wěi)或(huò) “鬼(guǐ)帶(dài)",嚴重降(jiàng)低質粒純(chún)度。
四, 純化(huà)操作與洗(xǐ)脫條(tiáo)件(jiàn):最(zuì)後(hòu)的精修(xiū)
即(jí)使(shǐ)前麵(miàn)的(dí)步驟wan美(měi),最後的(dí)純化(huà)和洗脫細(xì)節(jié)也會影響 提取質粒(lì) 的(dí)最(zuì)終(zhōng)濃度和狀態。
漂洗液的殘(cán)留:
大多數試劑盒使用含(hán)乙(yǐ)醇的漂(piāo)洗液(yè)。在(zài)洗脫(tuō)前(qián),必須(xū)通過(guò)離(lí)心ce底(dǐ)去(qù)除(chú)殘(cán)留的(dí)漂(piāo)洗(xǐ)液(yè)。若(ruò)殘(cán)留乙(yǐ)醇(chún),會抑(yì)製下遊(yóu)酶切(qiē)反應(Taq 酶,限(xiàn)製酶)或(huò)轉染(rǎn)過(guò)程(chéng)。建議(yì)在洗脫前空離(lí) 2-3 分(fēn)鐘(zhōng),或(huò)置於 50-60℃ 烘箱中烘(hōng)幹片刻(切勿過度(dù)幹燥(zào)導致膜失活)。
洗(xǐ)脫液的 pH 值(zhí)與(yǔ)體積:
質(zhì)粒 DNA 在(zài) pH 8.0-8.5 的環境下zui穩(wěn)定(dìng)且易從矽膠(jiāo)膜(mó)上(shàng)洗(xǐ)脫。使用(yòng) ddH2O 洗脫時(shí),需(xū)注(zhù)意(yì)其(qí) pH 值(zhí)偏酸性(xìng)(通常 5.0-6.0),長期(qī)儲存(cún)可(kě)能導(dǎo)致 DNA 脫(tuō)嘌(piāo)呤而(ér)降(jiàng)解,推薦(jiàn)使用試劑(jì)盒提(tí)供的 TE 緩衝液。此外,洗(xǐ)脫體(tǐ)積過小(xiǎo)會降低回收(shōu)率,體(tǐ)積過大(dà)則(zé)稀釋(shì)濃度,通常建(jiàn)議 Miniprep 使(shǐ)用 30-50 μL 進(jìn)行(háng)洗脫(tuō),並(bìng)確保洗(xǐ)脫(tuō)液(yè)靜(jìng)置(zhì)吸附 1-2 分鐘(zhōng)後再離(lí)心(xīn)。
綜上所(suǒ)述,提(tí)取質粒(lì) 的(dí)產(chǎn)量(liáng)與質量受到菌株(zhū),培(péi)養(yǎng),裂解及純(chún)化(huà)多重(zhòng)因(yīn)素(sù)的(dí)共(gòng)同製(zhì)約。隻(zhī)有在每一個(gè)環節都(dū)進行(háng)嚴(yán)格(gé)的質控(kòng)和優(yōu)化,才能獲(huò)得高純度,高(gāo)濃(nóng)度(dù)的(dí)超螺(luó)旋質(zhì)粒,為(wéi)後續的分子生(shēng)物學實驗奠定堅(jiān)實基礎(chǔ)。
部(bù)分質(zhì)粒提取相關試劑盒:
| 名(míng)字(zì) | 貨號 | 廠家 |
|---|
| QIAprep Spin Miniprep Kit | 27104 | QIAGEN |
| Plasmid Mini Kit I | D6943 | OMEGA |
| TIANpure Mini Plasmid Kit | DP103 | 天根(gēn) |
| PureLink HiPure Plasmid Filter Purification Kit | K2100 | Invitrogen (Thermo Fisher) |
| Wizard Plus SV Minipreps DNA Purification System | A1330 | Promega |
| EndoFree Plasmid Mini Kit | 76247 | QIAGEN |
| E.Z.N.A.® EndoFree Plasmid Mini Kit | D6948 | OMEGA |
| HiSpeed Plasmid Midi Kit | 12943 | QIAGEN |
| PureYield™ Plasmid Midiprep Kit | A2492 | Promega |
供(gōng)應商信息:
為了(liǎo)幫助科(kē)研人(rén)員(yuán)克(kè)服 提(tí)取(qǔ)質粒 過(guò)程(chéng)中(zhōng)的(dí)各(gè)種挑(tiāo)戰(zhàn),天津(jīn)益元利康生物(wù)創新(xīn)科(kē)技(jì)有限公(gōng)司 提(tí)供高(gāo)性(xìng)能的質(zhì)粒提取(qǔ)試劑盒(hé)及(jí)專(zhuān)業(yè)的技術支持(chí)服(fú)務。我們(mén)的產品(pǐn)經過特殊配(pèi)方優(yōu)化,具(jù)有ji強的(dí)耐受性和去(qù)除(chú)雜(zá)質(zhì)能(néng)力(lì),能夠有效(xiào)彌補操作中的細微誤(wù)差,確(què)保(bǎo)您(nín)獲(huò)得高得率(shuài),高純(chún)度的(dí)質粒(lì) DNA。無(wú)論(lùn)您是進行常(cháng)規(guī)克隆還(huán)是轉染(rǎn)敏(mǐn)感(gǎn)細胞(bāo),天(tiān)津(jīn)益(yì)元(yuán)利(lì)康(kāng)生物(wù)都(dū)能(néng)為您(nín)提(tí)供(gōng)可(kě)靠(kào)的實(shí)驗保(bǎo)障。歡(huān)迎(yíng)隨時聯(lián)係(xì)我們咨詢選(xuǎn)購。
