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大规模 PCR 制作 cDNA 微阵列实验
试剂、试剂盒 缓冲液、溶液和试剂生物分子 酶和酶缓冲液核酸和寡核苷酸凝胶
仪器、耗材 专用设备
实验步骤
第 1 阶段:影印铺板与工作库的制备
一、材料
1. 缓冲液、溶液和试剂
羧苄西林(100ug/ml 储存溶液)
乙醇(100%)
甘油,45%(体积分数)
LB 液体培养基。(1L LB 液体培养基含有 10 g 胰蛋白胨、5 g 酵母提取物、5 gNaCl)
超级液体培养基。(1L 超级液体培养基含有 32 g 胰蛋白胨、20 g 酵母提取物、5 gNaCl、5 ml 1mol/LNaOH)
2. 生物分子
核对过序列的母系克隆或 EST(例如,gf211release,ResearchGenetics)
3. 其他仪器
具有水平(吊桶式)转头的离心机,深度 6.2 cm, 可以离心微量滴定板和过滤板(例如,Sorvall SuperT 21,Sorvall)
Airpore Tape Sheets(Qiagen)
Bunsen 喷灯
培养箱,预设为 37°C
96 针接种器(V&P Scientific)
深 96 孔微量滴定板,1.0 ml,PP(V WR International)
U 形底的 96 孔微量滴定板(Corning)
纸巾
带有深孔板固定装置的振荡培养箱,37°C
带拉链的袋子(zip-lock bag),1 加仑(约 4L)
二、方法
1.将密封的母系克隆板在 37°C 下培养过夜。
2.准备制备克隆系的工作复本:标记 96 孔圆底(U 形底)的微量滴定板,在每一个孔中分装 100ulLB 液体培养基,含有100ug/ml 羧苄西林。
用这些工作复本来保持母系克隆。检验确保这些克隆都具有载体赋予的氨苄西林抗性。
3.在水平式微量滴定板转头中离心母系克隆板,1000r/min 离心 2 min,除去板子封条上的冷凝水。
4.在一个小烧杯中装一些 100% 乙醇,将 96 针复制工具在乙醇中浸泡。然后从乙醇中取出工具,并烧接种针。
5.短暂冷却后,将复制工具在母系克隆板中蘸一下,然后转到工作克隆板上。如果必要,每个板子都重复接种一次。
6.将接种后的 LB 板子盖上盖子,放到装有湿纸巾的 1 加仑(3.78541dm3) 带拉链的袋子中,将袋子密封后,在 37C 培养过夜。
7.在深孔板的每个孔中,分装 1ml 含有 100ug/ml 羧苄西林的超级液体培养基。
这些板子将作为制备模板的培养液的来源。
8.1 天后,用复制工具直接从新鲜的 LB 板中接种至深孔板。
9.用 Qiagen Airpore Tape Sheets 将深孔板密封,并在上面盖上塑料盖,在 37°C 振荡培养箱中以 200r/min 培养 24 h。
10.对于要被冷冻(-80°C) 作为以后培养源的板子,在每个孔中加入 5ul 45%(体积分数)的无菌甘油。从剩下的板子中分离质粒模板。
第 2 阶段:质粒模板的分离
一、材料
1. 缓冲液、溶液和试剂
乙醇,70%
T low E 缓冲液(10 mmol/LTris-HCl,O.lmmol/LEDTA,pH8.0)
2. 离心机和转头
具有水平(吊桶式)转头的离心机,深 6.2 cm, 可以离心微量滴定板和过滤板(例如,Sorvall SuperT 21,Sorvall)
3. 专用设备
封板器
涡旋混匀器
4. 载体和细菌菌株
从上面第 1 阶段第 9 步获得的细菌培养液
&附加试剂
AlkalineLysisMiniprepkit,96 孔 (EdgeBiosystems)
二、方法
1. 将裂解缓冲液(Edge Biosystems Kit) 加热到 37°C, 使 SDS 溶解。
2. 加入 lml 的 RNA 酶溶液至 100 ml 重悬浮缓冲液(Edge Biosystems Kit) 中。在 4°C可保存 3 个月。
3. 在 EdgeBiosystemsKit 接收板的每个孔中,加入 350ul 细菌培养液。将过滤板放在其顶部,并用带子固定。
4. 用装有 96 孔板转头的离心机,将深孔板中的细菌培养液以 1500 g 离心 7 min。
5. 迅速地在干净的纸巾上将板子颠倒,并轻扣出剩余的培养基。
这一步不要耽搁,否则沉淀会松动,在倒出培养基时可能损失。
6. 每个沉淀各加 100ul 悬浮缓冲液重新悬浮,涡旋混匀,直到所有的沉淀都悬浮起来。
悬浮不充分会造成细胞呈块状,在随后的步骤中不会裂解。
7. 在每个孔中加 100ul 裂解缓冲液,轻轻摇动板子混合 lmin, 避免使细菌染色体 DNA断裂。
8. 在每个孔中加 100ul 沉淀缓冲液,混合 1 min。
9. 在每个孔中加 100ul 中和缓冲液,并涡旋混匀 20s。
10. 将深孔板中的混合物转到预先装配好的过滤/接收组装板中。
11. 在装有 96 孔板转头的离心机中,将叠起来的板子以 1500 g 离心 12 min。
12. 取下并弃去过滤板,从接收板中倒出乙醇和滤出液,在干净的纸巾上吸干剩余的乙醇。
13. 在每个孔中加入 500ul 70% 乙醇,立即倒出,并在干净的纸巾上吸干剩余的乙醇。
14. 除去盖子,将板子放在干净的抽屉中,并用干净的纸巾覆盖,干燥过夜。
15. 各加 200ul T low E 缓冲液,悬浮每个 DNA 沉淀,用封板机将板子顶部密封,使沉淀在 4°C 再水化至少 2 天。若长期保存,应放在-20°C。
第 3 阶段:克隆的扩增与 PCR 产物的评估
一、材料
1. 缓冲液、溶液和试剂
DEPC 处理过的 H20
TAE 缓冲液,1×(40 mmol/L Tris-乙酸盐,1 mmol/L EDTA,pH 约 8.5)
DNA 点样缓冲液(200 g/LFicoll400,0.1mol/LNa2EDTA,pH8.0,10 g/LSDS,2.5 g/L 溴酚蓝,2.5 g/L 二甲苯腈)
dATP 溶液,100mmol/L(Pharmacia)
dGTP 溶液,100mmol/L(Pharmacia)
dTTP 溶液,100mmol/L(Pharmacia)
dCTP 溶液,100mmol/L(Pharmacia)
2. 酶和酶缓冲液
AmpliTaq DNA 聚合酶(Perkin-Elmer)
GeneAmp PCR 缓冲液,10X(Applied Biosystems)
3. 核酸和寡核苷酸
载体或基因特异性引物(1mmol/L)
100bp DNA ladder(New England Biolabs)
4. 凝胶
球脂糖凝胶(20 g/L,TAE 缓冲液)
5. 专用设备
薄壁 PCR 板和 Cycleseal PCR 板封板器(Robbins Scientific)
可容纳 4 个 50 孔梳子的电泳装置
热循环仪
6. 附加器材
琼脂糖凝胶电泳所需的设备和试剂,包括溴化乙锭
1. 为每个要扩增的 96 孔板配制含有以下成分的主体 PCR 混合液。
PCR 缓冲液,10X(含有 15 mmol/LMgCl2)1000ul
dATP(100mmol/L)20ul
dGTP(100mmol/L)20ul
dCTP(100mmol/L)20ul
dTTP(100mmol/L)20ul
引物 1(lmmol/L)5ul
引物 2(lmmol/L)5ul
AmpliTaq 聚合酶(5U/ul)100ul
DEPC 处理过的 H20 8800ul
2. 标记好 96 孔 PCR 板,在每个孔中分装 100ulPCR 混合液。
轻扣 PCR 板,确保没有气泡残留在孔的底部。
3. 在每个孔中加入 1ul 纯化过的质粒模板,并盖好盖子。
4. 进行下面的循环反应。
在进行质量对照的凝胶分析时,将板子保存在 41°C。
5. 通过琼脂糖凝胶电泳,检测 PCR 产物。
凝胶成像只能对产物进行粗略的定量,但可以提供很好的产物组成的特征。
6. 从每个孔中取 2ul, 与 2ul 点样缓冲液混合。
7. 以 100bp DNA ladder 作为标准,在 2% 琼脂糖凝胶上分析样品。
每个泳道应该显示一条单一的主带,各泳道之间产物的亮度应该相同。
第 4 阶段:PCR 产物的纯化与定置
一、材料
1. 缓冲液、溶液和试剂
乙醇/乙酸盐混合液 (95% 乙醇,5%3mol/L 乙酸钠,PH6.0)
乙醇,70%
SSC 缓冲液,20X(3mol/LNaCl,0.1mol/L 柠檬酸钠·2 H20,用 1mol/LHCl,调 pH 至 7.0)
TAE 缓冲液,1X(40 mmol/LTris-乙酸盐,1mmol/LEDTA,pH 约 8.5)
DNA 点样缓冲液(20%Ficoll400,0.1mol/LNa2EDTA,pH8.0,10 g/LSDS,2.5 g/L 溴酚蓝,2.5 g/L 二甲苯腈)
2. 离心机和转头
具有水平(吊桶式)转头的离心机,深 6.2 cm, 可以离心微量滴定板和过滤板(例如,SorvallSuperT21,Sorvall)
3. 核酸和寡核苷酸
100bpDNAladder(New England Biolabs)
双链 DNA 标准样,变化范围是 0、50ug/ml、100ug/ml、250ug/ml、500ug/ml
参考双链 DNA(0.5ug/ml)(Invitrogen)
4. 凝胶
琼脂糖凝胶(20 g/L,TAE 缓冲液)
5. 专用设备
V 形底的 96 孔微量滴定板(Corning)
Immunowash 微量滴定板清洗仪(BioRad)
纸巾
可热封的储存袋和热封器
65°C 培养箱
可容纳 4 个 50 孔梳子的电泳装置
电泳电源
用于荧光检測的 96 孔板(Dynex)
荧光计(例如,Perkin-Elmer Analytical Instruments)
6. 附加器材
FluoReporter Blue dsDNA Quantitation Kit(Molecular Probes)
二、方法
1. 在 V 形底 96 孔板的每个孔中,加入 200ul 乙醇/乙酸盐混合液。
2. 将每个孔中的 100ulPCR 产物,转到 V 形底的板子中,并用 75ul 移液管吹吸 4 次混匀。
3. 将板子放在-80°C 冰箱 1h, 或者在-20°C 保存过夜。
4. 将板子解冻以降低其脆性,并溶解孔中可能形成的冰。
5. 将板子放入带有微量滴定板转头的离心机中,以 2600 g、4°C 离心 40 min。
6. 用 Immunowash 微量滴定板清洗仪吸去每个孔中的上清液。
建议在每个孔的底部留约 10~20ul, 以避免将沉淀搅起。
7. 用 Immunowash 微量滴定板清洗仪在每个孔中加入 200ul70% 乙醇。
8. 以 2600 g 4°C 离心 40 min。
9. 用 Immunowash 微量滴定板清洗仪将每个孔中的上清液吸去。
10. 用纸巾将板覆盖,在一个封闭抽屉中干燥过夜。
1.PCR 产物的重悬浮
11. 在每个孔中,加入 40ul3XSSC。用薄片密封器或合适的封条将板子封好,注意要将每个孔都封严。
重新悬浮 PCR 产物的缓冲液,是由制作微阵列的点样仪和芯片决定的。
12. 将板子放在热封的袋子中,里面放有 3 X SSC 浸湿的纸巾。
13. 将袋子在 65°C 培养箱中放置 2 h, 关掉培养箱使板子逐渐冷却。
在培养箱中冷却板子,可以避免封条上产生冷凝水。
14. 取 1ul 重新悬浮的 PCR 产物,在 2% 琼脂糖凝胶上分析,如第 3 阶段中所述。
充分的沉淀和重悬浮,将产生非常亮的条带。
15. 装有重悬浮 PCR 产物的板子,在- 20°C 保存备用。
2. 用荧光测定法对 PCR 产物定量
16. 在荧光测定专用 96 孔板的每个孔中,加入 200ul 荧光剂缓冲液(FluoReporter Blue dsDNA Quantitation Kit)。
17. 在荧光测定板的每个孔中,加入 1ulPCR 产物。
18. 在荧光测定板的最后一排,各加 1ul 双链 DNA 标准样,分别为 0、50ug/ml、100ug/ml、250ug/ml、500ug/ml dsDNA。
19. 设定荧光计激发光为 346nm, 发射光为 460nm。
20. 在 0~500ug/ml dsDNA 的范围内,测试标准样是否悬线性的,以及是否可重复。
21. 从所有对照和其他样品测得的数值中,减去 0ug/ml 样品的数值后,按照下面的方程
计算 PCR 产物中 dsDNA 的浓度。
22. 根据上面的计算,对于超出预计印刷浓度范围(0.1~0.5ug/ul) 的 PCR 产物,要调整浓度。
第 5 阶段:印制微阵列
完成了前面的方案,研究者将会得到制作微阵列所必需的点样材料。印制微阵列的方案参数是由所使用的点样仪和芯片决定的。由于有几种点样仪和芯片的组合可以用来制作微阵列,这里不再给出 PCR 产物点样的详细方案,可以在其他地方找到(Bowtell and Sambrook 2003)。