胶回收
一、DNA 凝胶回收的原理
DNA 凝胶回收是从电泳后的凝胶中分离并回收目标 DNA 片段的过程,是生物实验中常用的核酸纯化技术。目前,大多数实验室采用试剂盒法进行 DNA 凝胶回收。试剂盒通常基于硅基质吸附材料,通过特异性吸附 DNA,有效去除体系中的蛋白质、盐类和有机杂质。在洗脱条件下,DNA 从吸附材料上释放,从而实现纯化和回收。
二、凝胶浓度的选择
分离不同大小的 DNA 片段时,需选择合适的凝胶浓度。具体选择如下表所示:
凝胶浓度(%) | 线性 DNA 片段长度(bp) |
---|---|
0.5 | 1000~30000 |
0.7 | 800~12000 |
1.0 | 500~10000 |
1.2 | 400~7000 |
1.5 | 200~3000 |
2.0 | 50~2000 |
三、DNA 凝胶回收的注意事项
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切胶操作 :切胶时需将目的片段所在位置的胶全部回收。为减少胶体积,可使用较薄的凝胶或薄而宽的梳子进行电泳。切胶时需使用干净的塑料薄膜和无 DNA 污染的刀片,防止外源 DNA 污染。
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DNA 浓度 :确保 DNA 浓度足够,否则即使切取较小的胶块,也可能因 DNA 含量不足而影响回收效果。
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紫外灯防护 :在紫外灯下切胶时,需佩戴防护面具或树脂眼镜,避免紫外线对眼睛的伤害。
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试剂盒效率 :若回收效率较低,可能原因包括胶块未完全溶解(可延长水浴时间并增加颠倒次数)、胶块体积过大(建议切为小块分次回收)、电泳缓冲液 pH 值过高(需调整 pH)或漂洗液中未加入无水乙醇。
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洗脱液选择 :可使用去离子水洗脱,但实验室纯水 pH 值可能偏低,可通过加入 NaOH 调整 pH 值以提高洗脱效率。
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乙醇残留 :洗脱产物中残留的乙醇可能影响后续酶切实验,需确保彻底去除漂洗缓冲液。
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洗脱体积 :不可使用小于说明书规定的最小洗脱体积,否则可能导致 DNA 无法完全洗脱。
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电泳检测 :若电泳检测仅有一条目的带,可直接使用凝胶回收试剂盒;若对片段纯度要求较高,即使只有一条带,也建议切胶纯化。
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凝胶溶解问题 :若琼脂糖凝胶胶块不溶,可能原因是琼脂糖质量差、胶块放置过久失水或电泳缓冲液浓度过高。
四、切胶操作的防护措施
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电泳缓冲液和凝胶应为新制备,切胶台需清理干净,刀片最好洗净并灭菌,以确保切下的条带无外源 DNA 污染。
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切胶时需将目的片段所在位置的胶全部回收,可使用薄胶或薄而宽的梳子以减少胶体积。
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在有机玻璃后进行操作即可,佩戴防护面具保护眼睛,若对胶有特殊要求(如不含 EB),可采用 marker 和带刻度尺子拍照定位目的条带。
五、提高胶回收量的方法
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增加电泳时的上样量。
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使用新鲜配制的电泳缓冲液。
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切胶时尽量只切有条带的胶,减少切胶体积。
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将多个胶块融化后合并到同一管中,使用同一吸附柱。
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溶胶时所加溶液适量增加(一般不超过 750μl),以利于 DNA 与膜结合。
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若电泳缓冲液 pH 值偏高,可在溶胶液中加入适量 NaAC;为提高 DNA 截留效率,可在加热溶解后的液体中添加 30% 异丙醇。
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加洗脱液前,将柱子在室温放置几分钟以挥发乙醇。
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洗脱时尽量减少洗脱液体积(一般 30-50μl),洗脱液需滴在膜中央。
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加入洗脱液后,可在 55℃水浴 5 分钟或 50℃水浴 10 分钟以上,或密封于 4℃过夜后再离心。
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将离心后的洗脱液重新加回吸附柱,再次离心以提高回收率。
六、几种 PCR 产物回收方法
(一)普通胶回收
推荐使用试剂盒回收,操作简便且回收率较高。若需手工回收,可切胶后加入 3 倍体积 TE,水浴熔化后进行酚 / 氯仿抽提和乙醇沉淀。
(二)从低熔点凝胶回收 DNA
在 65℃水浴中使凝胶完全溶解后,进行酚抽提和乙醇沉淀,纯化后的 DNA 可用于目的基因结构分析和探针制备等。
(三)扩增特异性好的 PCR 回收
若 PCR 扩增特异性良好,可在产物中加入蛋白酶 K 处理后,进行酚 / 氯仿抽提和乙醇沉淀回收。
七、不需胶回收的直接连接方法
(一)低温冷冻析出法
使用低熔点琼脂糖胶,切下目的条带后置于 -75℃冰箱中 10-30 分钟,离心后取上清用于连接。
(二)酶切后的直接连接
酶切后可直接加入连接酶和另一片段进行连接,以筛选出连接成功的片段。
八、其他注意事项
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电泳缓冲液和凝胶应为新制,切胶台需清理干净,刀片洗净灭菌。
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切胶时需回收整个目的片段所在位置的胶,可使用薄胶或薄而宽的梳子。
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琼脂糖对回收率有影响,若琼脂糖较多,可增加溶胶液体积以保证盐浓度。
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对于小于 100bp 的片段回收,可加入 30% 异丙醇。
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若使用 PAGE 回收,可用 TE 或水溶解,枪头捣碎后过夜浸泡。
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选用回收效率较高的吸附柱,如进口的 Qiaquick spincolumn。
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参照分子克隆方法,可使用低熔点胶或透析带短暂电泳等方法回收 DNA 片段。
九、附注
(一)影响 DNA 在琼脂糖凝胶中迁移速率的因素
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DNA 分子大小 :迁移速率与 logN(N 为碱基对数目)成反比,分子越大,迁移越慢。
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琼脂糖浓度 :不同浓度的凝胶适合分离不同范围的 DNA 片段。
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DNA 构象 :超螺旋环状 DNA 迁移速率最快,其次是线状 DNA,最后是单链开环 DNA。
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所加电压 :低电压时,线状 DNA 片段的迁移速率与电压成正比,凝胶上所加电压不应超过 5V/cm。
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碱基组成与温度 :一般影响不大,在 4-30℃范围内变化不大。
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嵌入染料的存在 :降低线性 DNA 迁移率,不建议在电泳液中添加。
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电泳缓冲液 :缓冲液的组成和离子强度影响 DNA 迁移率,常用 1×TAE、1×TBE 或 1×TPE。
(二)安全操作
溴化乙锭(EB)为致癌剂,操作时应戴手套,尽量减少台面污染。
(三)电泳指示剂
常用的电泳指示剂为溴酚蓝和二甲苯晴,分别呈蓝紫色和蓝色,用于指示 DNA 片段的迁移位置。
名称 | 货号 | 规格 |
MinElute Gel Extraction Kit (50) | 28604 | 50Test |
MinElute Gel Extraction Kit (250) | 28606 | 250Test |
MinElute Gel Extraction Kit (1000) | 28606X4 | 1000Test |
QIAquick Gel Extraction Kit (50) | 28704 | 50Test |