(PFGE,Pulsed Field Gel Electrophoresis)是一种分离大分子
脱氧核糖核酸或者
染色体的方法。在普通的
凝胶电泳中,大的DNA分子(\u003e10kb)移动速度接近,很难分离形成足以区分的条带。在脉冲场凝胶电泳中,
电场不断在两种方向(有一定夹角,而不是相反的两个方向)变动。DNA分子带有负电荷,会朝正极移动。相对较小的分子在电场转换后可以较快转变移动方向,而较大的分子在凝胶中转向较为困难。因此小分子向前移动的速度比大分子快。脉冲场凝胶电泳可以用来分离大小从10kb到10Mb的DNA分子。
制备加工
1.收集10ml全血,加入30ml
细胞裂解液。置冰浴中至少20min直至红细胞完全溶解。
2.2000r/min离心10min,移去红色上清液,再次用细胞裂解液洗涤细胞,然后用
pbs重悬细胞。
3.稀释单细胞悬液并取一小份用Neubauer腔
计数细胞。
4.用PBS重悬细胞,以达到40μl PBS中含1百万个细胞比例(1百万个二倍体
哺乳纲细胞中大约含有
基因组脱氧核糖核酸 10μg)
5.用PBS配制2%浓度
低熔点琼脂糖溶液并保持在50℃。
6.将等体积(各1ml)
细胞悬液与
琼脂糖溶液于室温下混匀,立即倒入凝胶块模具中。
7.静置20min让琼脂糖固化,用无菌塑料杯(通常用作划菌)将凝胶块自模具中取出并置入蛋白酶缓冲液中,加入2mg/ml的
蛋白酶k。
8.将带有凝胶块的蛋白酶K缓冲液于50℃保持2~3天。每个盛有50ml蛋白酶缓冲液的Falcon管可容纳多达100个凝胶块。
9.蛋白酶K消化后,可将凝胶块保留在此缓冲液或0.5mol/L
乙二胺四乙酸二钠溶液中保存于4℃。
10. 此外,继续将凝胶块用高压消毒过的TE缓冲液冲洗数遍的步骤。
11. 将凝胶块放入装有TE及0.04mg/mlPMSF溶液的Falcon试管中,灭活残留的蛋白酶K。
12. 室温下用TE溶液漂洗凝胶块数次,将凝胶块放入另一干净的试管,可直接用于酶切反应或用0.5mol/L
EDTA,(pH8.0)4℃保存凝胶块。
13. 若用EDTA保存凝胶块,取出后应用TE溶液室温下漂洗30 min×2次。
标准物
λ多联体
1.以TE缓冲液悬浮λ多联体(Boehringer MA宝灵曼公司产品),浓度为4μg/40μl。
2.用等体积TE配制的2%
低熔点琼脂糖(温度保持在45℃)混匀。
3.移去混合液注入预冷的凝胶块模具中。
4.室温下用TE及100 mmol/L NaCl溶液温育2天。
酵母染色体
1.从YPD(
酵母提取物,
蛋白胨和
葡萄糖)培养基瓶皿中挑选单一
克隆加入10ml
YPD预培养的
肉汤中,30℃下剧烈震荡生长24小时,然后加入200ml YPD肉汤,剧烈振荡24~48h(产量大约100块)。
2.4000×g转速,离心10min,然后用50mmol/L
乙二胺四乙酸二钠/10 mmol/L
三羟甲基氨基甲烷HCl(pH7.5)溶液悬浮。
3.仍以4000×g转速离心10min,再用SCE[1 mol/L 山梨醇,0.1mol/L枸酸钠,pH5.8及10 mmol/L
EDTA (pH7.5)]溶液重悬。
5.溶液短暂离心后,再用SCE重悬细胞,使40μl SCE溶液中含5×107个细胞(相当于80μl体积的模块中含有5×107个细胞)。
6.溶液与0.1mg/ml酵母扣糖酶100T和100mmol/Lβ-
2-巯基乙醇混匀,37℃保温15~30min。
7.细胞悬液与等体积的SCE配制的2%
低熔点琼脂糖凝胶混匀,保持在50℃。
9.凝胶块用含10 mmol/L
二硫苏糖醇的SCE溶液37℃下振荡温育1~2小时。
10. 将凝胶块移入蛋白酶缓冲液中,加入2mg/ml
蛋白酶k,50℃温育48h。
11. 用50 mmol/L
乙二胺四乙酸二钠/10 mmol/L Tris-HCl(pH7.5)溶液洗涤凝胶块3次,每次20min。
12. 凝胶块可用此混合液于4℃保存或不用漂洗直接装载入凝胶中。
内切酶
1.应使用消毒溶液及戴无菌手套以免
脱氧核糖核酸降解。
2.在Falcon试管中用1×TE溶液漂洗凝胶块20min 3次,以去除EDTA。
3.混合:酶反应缓冲液(高、中或低盐缓冲液),100
mmol/L
亚精胺(只用于高盐缓冲液状态),10~20单位的内切酶。20单位的内切酶就足以过夜完全消化10μg DNA。
4.设立一个除内切酶成分外含有
混合物各组分的阴性对照,以检查是否有非特异性DNA降解。
5.将
琼脂糖凝胶块加入反应混合溶液中:通常用消毒过的
手术刀或套环将凝胶块移入。
6.若两种内切酶所需缓冲液条件一致,可以同时或先后用两种不同的酶进行消化(先用低盐缓冲液的酶消化,再调整盐浓度)。倘若首次消化的酶要求50℃条件,在第二个酶消化时要换缓冲液。
7.若要进行部分消化,则首先在同一温度和反应时间用1:10稀释的酶进行尝试。
凝胶电泳
1.将0.8%的琼脂糖在0.25×TBE中熔化后冷却至50~60℃,立即注入凝胶框架中,并插入梳子。
2.凝胶固化后小心地拔出齿梳,用2把无菌
手术刀将
脱氧核糖核酸凝胶块上样。若用不同内切酶消化凝胶块,则取不同样品时应将手术刀片烧灼后冷却。将DNA大小标志物上样至凝胶的两旁。
3.用1%液态
低熔点琼脂糖凝胶(0.25×TBE配制)密封狭槽。
4.若有气泡存在,用注射器驱赶气泡。
5.一旦密封的低熔点琼脂糖已固化(大约10min),可将凝胶搁入腔室,并用
电泳缓冲液覆盖过胶面。
6.应设定合适的电压及转换时间(参考《分子医学技术》84页表8.1)并开始电泳。两个不同电泳方向的电流应
相等。
7.电泳结束后,凝胶用0.25×TBE配制成的EB(0.4μg/ml)染色。
8.用泵自槽中排除缓冲液,续以双蒸水冲洗电泳槽。
9.凝胶成像:
脱氧核糖核酸在曝光的过程中可能会形成缺口。
10. 用0.25mol/L HCl漂洗凝胶30min,让DNA脱
嘌呤,并有利于转移。
11. 凝胶用碱(变性溶液中)变性20min,两次,续以中性溶液1~5min。
12. 采用标准Southern印迹方案将DNA转印至
尼龙膜上。一般来说,印迹PFGE凝胶的时间较普通凝胶印迹时间长(约48h)。
PFGE'S Agarose
一、InCert
琼脂糖----兆
碱基片断
脱氧核糖核酸制备获准使用的琼脂糖。是一种极为有用的制备脉冲场凝胶电泳用
染色体DNA样品的低胶凝温度琼脂糖。研究证实InCert琼脂糖凝胶可支持凝胶中染色体DNA的制备和限制性
核酸内切酶消化。
⊙应用:脉冲场凝胶电泳。
⊙分析说明:胶凝温度(1.5%):26℃-30℃
硫酸盐:≤0.15% 凝胶强度(1.0%:≥400g/cm2
熔化温度(1.5%):≤70℃
湿度:≤10%
EEO(-Mr):≤0.10
二、SeaKem Gold
琼脂糖 是一种高凝胶强度,低EEO,标准胶凝温度的琼脂糖。这种遗传学术级别(Genetic Technology Grade,GTG)琼脂糖最适于脉冲场凝胶
电泳法(pulsed field gel electrophoresis,PFGE)快速分辨Mb(megabase))50kb-10Mb)
脱氧核糖核酸和常规电泳方法分辨1-50kb的DNA与PCR产物。因其低EEO特性,SeaKem Gold琼脂糖中的DNA电泳迁移速度要显著的高于常规琼脂糖凝胶。PFGE的跑胶时间依使用的缓冲液和
琼脂糖浓度的不同可减少至原电泳时间的50%。因其高凝胶强度,即使是使用低浓度(0.5%)的SeaKem Gold琼脂糖凝胶,操作处理依然很方便,从而允许在常规
电泳中分离更大的DNA片断并减少PFGE中的DNA分离的耗时。
⊙应用:脉冲场凝胶电泳;标准
凝胶电泳分离大于23kb的
脱氧核糖核酸片断;Mb大小DNA印迹。
⊙分析说明:
胶凝温度(1.5%):34.5℃-37.5℃
凝胶强度(1.0%):≥1800g/cm2
凝胶强度(1.5%):≥3500g/cm2
湿度:≤10% EEO(-Mr):≤0.05
参考资料
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