由于現代科學技術的發展,DNA合成已廣泛采用DNA自動合成儀,僅有少數特殊情況下采用人工合成。目前,主要有ABI(Applied Biosystem Inc.) 。Pharmacia、Backman等幾家公司生產DNA/RNA合成儀,其中以ABI公司的儀器占我國及世界市場的80~90%。由于合成技術的現代化,人們已從繁重的勞動中得到解脫。輸入合成儀的DNA序列,可以在數小時之內得到完成。我們所要做的工作只是合成柱取下,進行DNA切落和去保護基以及純化,并進行量鑒定和計算合成率。
1. DNA合成儀的操作(略)
2. DNA原切落及去保護
取下DNA合成柱,置適量濃氨水(氫化銨,28%)中浸泡,一般為1ml氫氧化銨密封后55℃保溫:~15小時,或70℃保溫2小時,使合成的寡核苷酸片段從載體上切落并去除β-腈乙基磷酸保護基。
3.寡核苷酸片段的純化
1).NAP柱純化:由Pharmacia公司生產,主要成分為Sephadex G-25,經特殊處理后裝成的不同體積的小柱常用的有NAP-10。含寡核苷酸片段的氨水溶液,調整體積為1ml加樣于NAP-10柱上(使用前,以15ml雙蒸水平衡柱子)以1ml雙蒸水洗脫,收集洗脫下的液體,即為純化的寡核苷酸,NAP-10柱可以純化長度在10mer以上的寡核苷酸,產率在90%以上。經NAP-10柱純化后樣品中鹽的含量少于3%,完全可以滿足實驗的需要。
2).丙烯酰胺凝膠電泳純化,從合成柱上洗脫的寡核苷酸片段,冰凍、干燥、去氨水,溶于適量水中后,占樣于15~20%丙烯酰胺凝膠制備膠上,按10V/cm條件電泳,過夜。電泳完畢后,取下凝膠于EB染色后觀察,或直接將含寡核苷酸片段的凝膠置于硅膠熒光板上(CMC板)紫外線燈下,根據分子量的標準切下所需的區段
(呈黑色),將膠塊置少量緩沖液(10mmol/L Tris? HCl,pH8.0,1mmol/L EDTA 300mmol/LNaCl),搗碎膠塊,25~42℃浸泡過夜(4~24小時),或將膠塊置于有少量緩沖液的透析袋中,通電下,寡核苷酸片段即進入透折袋中。洗脫的寡苷酸核片段以酒精沉淀、洗滌,真空抽干后即可應用。
浸泡法簡單,成本低,易操作。電泳法較快,回收產率高,但需鑒定。此外還有HPLC(高效液相層析),及寡核苷酸純合柱(OPC,ABI生產)等方法可以純化寡核苷酸片段。可以根據手頭的材料,儀器及使用習慣而加以選擇。
4.寡核苷酸片段的鑒定
可以采用PAGE、HPLC、FPLC等方法對合成的寡核苷酸進行鑒定。對于10~100mer的寡核苷酸,可以用20%濃度的丙烯酰胺凝膠電脈,觀察電泳區帶即可判斷合成片段的純度及片段大小。如果結合5′或3′末端核素標記放射自顯影技術則結果更加可靠。采用FPLC和HPLC鑒定合成片段的純度,速度快,精確度高,但需昂貴的儀器設備。合成片段最精確的鑒定方法是采用Maxam-Gilbert化學法測定核苷酸序列。
5.合成產物中DNA含量的測定
4種堿基的平均最大吸收波長為260nm。一般選用該波長測定DNA含量。測定前,稀釋樣品,使光吸收在0.2~1.2OD范圍內。在石英比色杯中測定樣品溶液光密度。
表14-1 合成寡核苷酸片段粗產量
合成柱規格(m mol) |
粗產量(OD260) |
0.2 |
20~25 |
1.0 |
100~125 |
10.0 |
800~1000 |
產量=OD260×25=OD260實測值×稀釋倍數×體積×25(m g/ml)一般認為對單鏈寡核苷酸片段,1OD260=25m g/ml。
不同規格合成柱產量均不一樣。