质粒提取作为实验室常见的实验之一,对于很多研究者来说其实并不陌生,但纵观整个实验过程,每一处细节处理都十分关键,从前期的摇菌开始就关乎于质粒提取的成功与否,到了提取操作过程则更不用说;甚至提取后如果进行酶切或者转染等实验出现失败、结果不理想时,研究者还需重新考量质粒提取的质量是否过关,可见,要做好质粒提取实验并没有想象的那么容易。另外,很多研究者常常认为试剂盒提取以后就仅需进行浓度纯度的检测,而忽略了琼脂糖凝胶电泳的检测,其实这一检测步骤也很重要哦,干货太多,下面我们就一起来看看质粒提取实验的常见问题,小伙伴们可以自取所需哦~
1、菌液培养时间多久合适?
细菌培养时间建议不要超过16小时,菌液OD值在2.5-2.6左右为佳,培养时间短会导致菌体生长不充分,培养时间过长菌体会出现死亡,都会影响收集的菌体量,从而影响抽提出的质粒DNA的量。在接菌前,可以将保存的菌种先进行活化,然后再接菌,可使过夜培养的菌液生长更充分,在一定范围内菌体量的增加,可以提高所提质粒的浓度。
2、质粒提取试剂种类这么多,怎么选择适合的呢?
根据提取菌液量的大小,质粒提取试剂盒可分为质粒小提(1-5mL)、质粒小提中量(5-15mL)、质粒中大提(15-50mL)和质粒大提(50-300mL)四类;同时每一类中还可根据是否需要去除内毒素来进一步划分。研究者可以按照不同的实验需求,来选择相应的试剂盒,通常来说,对于常规的载体构建实验、测序需求,一般试剂盒都能达到要求;若后续做细胞转染实验则需选择去内毒素的质粒提取试剂盒。如不知道选择何种试剂品牌,则可以优先选择在提取试剂领域专业深耕,有产品口碑又有产品性能的品牌,如Qiagen、BIOG等。
3、质粒转染后细胞出现死亡或转染效果差,从质粒本身分析,原因可能有哪些?
如果下游转染出现以上问题,从质粒本身来看,可能是因为:
Ø未使用去内毒素的质粒提取试剂盒。内毒素可与质粒DNA竞争转染试剂,阻碍质粒DNA进入细胞,从而极大程度地影响转染效率;同时,由于转染试剂会使细胞膜的通透性增加,内毒素进入细胞,导致细胞活力降低甚至引起死亡,则会进一步影响转染效率。建议选用添加有高效含内毒素清除因子的质粒提取试剂,以高效清除提取质粒中残存的内毒素。鲎试剂测试表明,使用BIOG EndotoxinOUT 提取得到的质粒溶液,内毒素去除率可高达90%以上,可大幅提升细胞转染的效率。
Ø质粒纯度不够。在常规质粒提取试剂中,碱裂解法最为常用,但要注意其操作过程中,动作必须尽量温和,否则基因组DNA会由于剧烈操作而被破坏成小片段,在中和过程中被复性,保留在上清中随质粒DNA一同被回收,不仅会导致分光光度计测定的质粒DNA浓度值虚高、影响质粒提取的纯度,还会影响后续的转染效率。因此,质粒提取后进行琼脂糖凝胶电泳就显得非常有必要,可检测质粒中是否含有残留的基因组DNA或RNA,便于研究者对质粒质量有更好的把控。
4、质粒DNA产量低或提取失败的原因?
l菌种活性不佳:如菌种保存时间过久,质粒可能丢失,建议培养前先划线活化,以稳定产量;如大肠杆菌太陈旧(低温下长期保存的菌等),建议重新涂板培养后挑选新菌落进行液体培养;
l未充分裂解细菌:细菌需充分重悬,成团的细菌会因无法裂解降低产量;
l裂解时间过长;
l质粒本身拷贝数低。载体因拷贝数差异会造成质粒产量明显的波动。高拷贝数的载体常有2-3倍的产量波动(每毫升培养过夜的菌液产量为3-16μg);长片段质粒和表达型载体常以中低拷贝数为主,每毫升菌液的产量约为0.5-2μg;低拷贝质粒可以增加起始菌液量来提高浓度;
l菌体中无质粒:有些质粒本身不能在某些菌种中稳定存在,经多次转接后有可能造成质粒丢失。
5、如何提高质粒提取的得率?
l菌液样本量和提取试剂用量比例合理。质粒提取过程中,并非菌体量越高提取产量越高,投入过多的菌液,会导致菌体裂解不充分,在适合范围内增加菌液量并适当添加提取试剂的使用量,两者比例合理,以能够充分裂解为佳,可提高质粒提取得率。
l彻底裂解菌体细胞壁。建议选用含有高效菌体裂解酶的质粒提取试剂,如BIOG系列质粒提取试剂,组分溶液Ⅱ中内置专研高效裂解酶,可充分降解细胞壁中的肽聚糖和蛋白质,使DNA释放到溶液中,提高质粒提取得率。
l选择吸附能力强的吸附膜。吸附膜虽不太受研究者关注,但国产和进口吸附膜在吸附性能上仍有一点差距。目前,进口化学修饰离子膜比一些国产膜要更薄一点,但吸附能力超越普通的膜。据了解除了像Qiagen这类国外大牌试剂,国内百代生物也已采用进口美产离子膜,使用这类膜进行提取对于质粒得率的提升具有更加显著的效果。
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