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『DNA 分離膠 POP系列』

DNA序列測定分手工測序和自動測序,手工測序包括Sanger雙脫氧鏈終止法和Maxam-Gilbert化學降解法。自動化測序實際上已成為當今DNA序列分析的主流。美國PE ABI公司已生產出373型、377型、310型、3700和3100型等DNA測序儀,其中310型是臨床檢測實驗室中使用最多的壹種型號。本實驗介紹的是ABI PRISM 310型DNA測序儀的測序原理和操作規程。

原理 ABI PRISM

310型基因分析儀(即DNA測序儀),采用毛細管電泳技術取代傳統的聚丙烯酰胺平板電泳,應用該公司專利的四色熒光染料標記的ddNTP(標記終止物法),因此通過單引物PCR測序反應,生成的PCR產物則是相差1個堿基的3''''末端為4種不同熒光染料的單鏈DNA混合物,使得四種熒光染料的測序PCR產物可在壹根毛細管內電泳,從而避免了泳道間遷移率差異的影響,大大提高了測序的精確度。由於分子大小不同,在毛細管電泳中的遷移率也不同,當其通過毛細管讀數窗口段時,激光檢測器窗口中的CCD(charge-coupled device)攝影機檢測器就可對熒光分子逐個進行檢測,激發的熒光經光柵分光,以區分代表不同堿基信息的不同顏色的熒光,並在CCD攝影機上同步成像,分析軟件可自動將不同熒光轉變為DNA序列,從而達到DNA測序的目的。分析結果能以凝膠電泳圖譜、熒光吸收峰圖或堿基排列順序等多種形式輸出。

它是壹臺能自動灌膠、自動進樣、自動數據收集分析等全自動電腦控制的測定DNA片段的堿基順序或大小和定量的高檔精密儀器。PE公司還提供凝膠高分子聚合物,包括DNA測序膠(POP 6)和GeneScan膠(POP 4)。這些凝膠顆粒孔徑均壹,避免了配膠條件不壹致對測序精度的影響。它主要由毛細管電泳裝置、Macintosh電腦、彩色打印機和電泳等附件組成。電腦中則包括資料收集,分析和儀器運行等軟件。它使用最新的CCD攝影機檢測器,使DNA測序縮短至2.5h,PCR片段大小分析和定量分析為10~40min。

由於該儀器具有DNA測序,PCR片段大小分析和定量分析等功能,因此可進行DNA測序、雜合子分析、單鏈構象多態性分析(SSCP)、微衛星序列分析、長片段PCR、RT-PCR(定量PCR)等分析,臨床上可除進行常規DNA測序外,還可進行單核苷酸多態性(SNP)分析、基因突變檢測、HLA配型、法醫學上的親子和個體鑒定、微生物與病毒的分型與鑒定等。

試劑與器材

1.BigDye測序反應試劑盒 主要試劑是BigDye Mix,內含PE專利四色熒光標記的ddNTP和普通dNTP,AmpliTaq DNA

polymerase FS,反應緩沖液等。

2.pGEM-3Zf (+) 雙鏈DNA對照模板 0.2g/L,試劑盒配套試劑。

3.M13(-21)引物 TGTAAAACGACGGCCAGT,3.2μmol/L,即3.2pmol/μl,試劑盒配套試劑。

4.DNA測序模板

可以是PCR產物、單鏈DNA和質粒DNA等。模板濃度應調整在PCR反應時取量1μl為宜。本實驗測定的質粒DNA,濃度為0.2g/L,即200ng/μl。

5.引物

需根據所要測定的DNA片段設計正向或反向引物,配制成3.2μmol/L,即3.2pmol/μl。如重組質粒中含通用引物序列也可用通用引物,如M13(-21)引物,T7引物等。

6.滅菌去離子水或三蒸水。

7.0.2ml或和0.5ml的PCR管 蓋體分離,PE公司產品。

8.3mol/L 醋酸鈉(pH5.2) 稱取40.8g NaAc?3H2O溶於70ml蒸餾水中,冰醋酸調pH至5.2,定容至100ml,高壓滅菌後分裝。

9.70%乙醇和無水乙醇。

10.NaAc/乙醇混合液 取37.5ml無水乙醇和2.5ml 3mol/L NaAc混勻,室溫可保存1年。

11.POP 6測序膠 ABI產品。

12.模板抑制試劑(TSR) ABI產品。

13.10×電泳緩沖液 ABI產品。

14.ABI PRISM 310型全自動DNA測序儀。

15.2400型或9600型PCR儀。

16.臺式冷凍高速離心機。

17.臺式高速離心機或袖珍離心機。

操作步驟

1.PCR測序反應

(1) 取0.2ml的PCR管,用記號筆編號,將管插在顆粒冰中,按下表加試劑:

所加試劑 測定模板管 標準對照管

BigDye Mix 1μl 1μl

待測的質粒DNA 1μl -

pGEM-3Zf (+) 雙鏈DNA - 1μl

待測DNA的正向引物 1μl -

M13(-21)引物 - 1μl

滅菌去離子水 2μl 2μl

總反應體積5μl,不加輕礦物油或石蠟油,蓋緊PCR管,用手指彈管混勻,稍離心。

(2) 將PCR管置於9600或2400型PCR儀上進行擴增。98℃變性2min後進行PCR循環,PCR循環參數為96℃ 10s,50℃

5s,60℃4min,25個循環,擴增結束後設置4℃保溫。

2.醋酸鈉/乙醇法純化PCR產物

(1) 將混合物離心,將擴增產物轉移到1.5ml EP管中。

(2) 加入25μl醋酸鈉/乙醇混合液,充分振蕩,置冰上10min以沈澱DNA。12 000r/min於4℃離心30 min,小心棄上清。

(3) 加70%(V/V)的乙醇50μl洗滌沈澱2次。12 000r/min於4℃離心5min,小心棄上清和管壁的液珠,真空幹燥沈澱10~15min。

3.電泳前測序PCR產物的處理。

(1) 加入12μl的TSR於離心管中,劇烈振蕩,讓其充分溶解DNA沈澱,稍離心。

(2) 將溶液轉移至蓋體分離的0.2ml PCR管中,稍離心。

(3) 在PCR儀上進行熱變性(95℃ 2min),冰中驟冷,待上機。

4.上機操作

按儀器操作說明書安裝毛細管,進行毛細管位置的校正,人工手動灌膠和建立運行的測序順序文件。儀器將自動灌膠至毛細管,1.2kV預電泳5min,按編程次序自動進樣,再預電泳(1.2kV,20min),在7.5kV下電泳2h。電泳結束後儀器會自動清洗,灌膠,進下壹樣品,預電泳和電泳。每壹個樣品電泳總時間為2.5h。電泳結束後儀器會自動分析或打印出彩色測序圖譜。

5.儀器將自動進行序列分析,並可根據用戶要求進行序列比較。如測序序列已知,可通過序列比較以星號標出差異堿基處,提高工作效率。

6.測序完畢按儀器操作規程進行儀器清洗與保養。

計算

測序反應精確度計算公式:100%-差異堿基數(不包括N數)/650×100%

差異堿基即測定的DNA序列與已知標準DNA序列比較不同的堿基,N為儀器不能辨讀的堿基。

註意事項與評價

1.ABI PRISM 310基因分析儀是高檔精密儀器,需專人操作、管理和維護。

2.本實驗測序PCR反應的總體積是5μl,而且未加礦物油覆蓋,所以PCR管蓋的密封性很重要,除加完試劑後蓋緊PCR管蓋外,最好選用PE公司的PCR管。如PCR結束後PCR液小於4~4.5μl,則此PCR反應可能失敗,不必進行純化和上樣。

3.作為測序用戶來說,只需提供純化好的DNA樣品和引物,壹個測序PCR反應使用的模板不同,需要的DNA量也就不同,PCR測序所需模板的量較少,壹般PCR產物需30~90ng,單鏈DNA需50~100ng,雙鏈DNA需200~500ng,DNA的純度壹般是A260nm/A280nm為1.6~2.0,最好用去離子水或三蒸水溶解DNA,不用TE緩沖液溶解。引物用去離子水或三蒸水配成3.2pmol/μl較好。

4.本實驗使用的測序試劑盒是BigDye熒光標記終止底物循環測序試劑盒,壹般可測DNA長度為650bp左右。本儀器DNA測序精確度為(98.5±0.5)

%,儀器不能辨讀的堿基N<2%,所需測定的長度超過了650bp,則需設計另外的引物。為保證測序更為準確,可設計反向引物對同壹模板進行測序,相互印證。對於N堿基可進行人工核對,有時可以辨讀出來。為提高測序的精確度,根據星號提示位置,可人工分析該處彩色圖譜,對該處堿基作進壹步核對。

具體的配置方法,妳拿到產品說明書都有的,壹般的實驗室都有相關的配方。

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