质粒(plasmid)是一种小型的环状DNA分子,由于其具备自主复制能力并且能够独立于寄主染色体的稳定遗传特性,被广泛用于基因工程等研究。质粒提取是克隆构建的最后一步,也是关键步骤。如果得到的质粒DNA质量越好,后续实验的成功率也会越高。
质粒提取方法有很多种,多数质粒提取试剂盒采用经典的碱裂解法,细菌裂解后会释放内毒素,而含内毒素的质粒又不适用于细胞转染、动物注射等实验。那如何根据自己的实验需求选择合适的试剂盒呢?今天达达就带大家一起学习下。
图1 纯化后的高质量质粒
常见的质粒提取方法
碱裂解法的原理:主要是根据拓扑学结构差异来分离环状DNA与线性DNA,在SDS等强碱作用下,DNA会发生变性,当加入酸性高盐缓冲液时,环状DNA复性快而线性DNA复性慢,缓冲液中的蛋白质和破裂细胞壁与线性DNA结合形成大复合物,经过高速离心后沉淀在底部,上清液中只留下复性的环状质粒DNA。通过乙醇或者异丙醇沉淀并去除盐离子获得高纯度质粒DNA。
碱裂解法的应用:适用于E.coli的所有菌株,可从1~500 mL菌液中提取质粒,由于SDS的存在,长时间暴露在变性环境下会对DNA造成不可逆损伤,所以操作过程一定要小心且迅速。15 kb以上的大质粒在提取过程中容易发生断裂等问题,可以通过等渗蔗糖溶液裂解细菌后,用溶菌酶和乙二胺四乙酸去除细胞壁解决。
质粒提取试剂盒选择
根据质粒类型,试剂盒分为普通质粒提取和去内毒素质粒提取。
(一)普通质粒提取
图2 质粒提取流程
(1)快速提取质粒优选:FlashPure快速质粒小提试剂盒(货号:DLN702/TSP0302)
产品特点:6 min 从1~5 mL的细菌培养物中提取多至35 μg的质粒DNA;配备独特的颜色指示剂,实现可视化的操作流程。
质粒应用:提取的质粒DNA可直接用于测序、限制性内切酶消化、细菌转化等分子生物学实验。
效果展示:
图3 FlashPure快速质粒小提试剂盒
(2)高纯度质粒优选:高纯度质粒小提试剂盒(货号:DLN701/TSP502-200)
产品特点:可在30 min内从1~4 mL菌液中提取20 µg高纯度的质粒DNA;配备独特的颜色指示剂,实现可视化的操作流程。
质粒应用:提取的质粒DNA可直接用于测序、体外转录与翻译、限制性内切酶消化、细菌转化等分子生物学实验。
效果展示:
图5 质粒小提试剂盒可视化效果展示
细菌在遇到强碱裂解后,细胞膜的脂多糖释放到缓冲液中,产生的内毒素影响质粒转染细胞的效率。此外,内毒素还会激活细胞的非特异性免疫反应,造成实验的假阳性。通常内毒素含量低于1 EU/µg的质粒可用于细胞转染。
(1)去内毒素小量中提质粒优选:去内毒素快速质粒小量中提试剂盒(货号:TSP0301)
产品特点:适用于从10~15 mL细菌培养液中提取10~70 µg低内毒素的质粒DNA;采用独特的溶液体系,可处理各种质粒载体,经纯化的质粒内毒素含量低于1 EU/µg。
质粒应用:可直接用于细胞转染、动物注射等实验。
效果展示:
图6 去内毒素快速质粒小量中提试剂盒
产品特点:适用于从100~200 mL细菌培养液中提取100~1500 µg低内毒素的质粒DNA,配备过滤器进一步可降低内毒素含量,纯化后的质粒内毒素含量低于0.5 EU/µg。
质粒应用:可直接用于细胞转染、动物注射等。
效果展示:
图7 去内毒素质粒大提试剂盒(通用型)
质粒提取答疑环节