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基因組純化之Qiagen篇 技術是王道[選購寶典]
【字體: 大 中 小 】 時間:2011年05月27日 來源:生物通
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生物通小編這次就帶大家巡一巡眾多品牌的基因組DNA純化產品,并教大家如何挑選適合自己的純化產品。第二站是大名鼎鼎的QIAGEN。盡管試劑盒種類繁多,讓人眼花繚亂,但仔細理一理,主要是基于三種成熟的核酸純化技術:硅膠膜、離子交換和磁珠。生物通小編就從這三種技術入手,分別介紹QIAGEN的經典產品和新產品。
在核酸純化領域,QIAGEN向來就是信心的保證。良好的口碑,穩定可靠的質量,再加上全面的產品,使用起來確實無憂。盡管價格貴點,但“一分錢一分貨”的道理大家都懂。若是實驗沒結果,文章出不來,價格再低也枉然。況且,QIAGEN直銷之后,價格也不再那么高不可攀。
對于基因組DNA的純化,QIAGEN也有著自己獨到的解決方案。純化前樣本的優化保存確保了核酸的完整;快速、高效的樣本破碎為后續純化中樣本的充分裂解提供了保障;試劑盒廣泛覆蓋包括血液樣品、組織樣品、植物樣品、細菌、真菌、酵母樣本,及法醫檢材和其它樣本。
盡管試劑盒種類繁多,讓人眼花繚亂,但仔細理一理,主要是基于三種成熟的核酸純化技術:硅膠膜、離子交換和磁珠。生物通小編就從這三種技術入手,分別介紹QIAGEN的經典產品和新產品。
硅膠膜技術
大約20年前,QIAGEN推出了日后風靡全球的硅膠膜核酸純化技術。快速、穩定、質量高,無需經驗和技術,DNeasy和QIAamp系列迅速成為最暢銷的產品之一。但同時別忘了,這種技術純化所得的DNA片段最長為50 kb。若是構建文庫,那恐怕不大適宜。
經典產品之一:DNeasy Blood & Tissue Kit
DNeasy Blood & Tissue Kit能夠從多種樣品類型中提取總RNA,包括動物的血液和組織、細胞、酵母、細菌和病毒。可靠的硅膠膜技術確保了快速且重復的DNA純化,無需乙醇沉淀,也避免了接觸有機試劑。DNeasy Blood & Tissue Kit有兩種形式,一種是離心柱方式,這些mini離心柱預裝在收集管內,單獨密封,便利且安全;另一種是96孔板方法,方便高通量的操作。對于50次的離心柱純化試劑盒,價格為1630元。
對于有些特殊的樣品,如動物的毛發、唾液、精液、軟組織等,QIAGEN也在網上提供了詳細的操作步驟,非常貼心,不需要你再去反復優化。這些經過優化的步驟確保了高的產量,且純化后的DNA不含PCR抑制劑,允許實時定量PCR的靈敏檢測。
經典產品之二:QIAamp DNA Mini Kit
QIAamp DNA Mini Kit 的原理也是相似。DNA特異性地結合到QIAamp硅膠膜上,而污染物則會流過該過濾膜。通過兩次高效洗滌步驟,可完全去除諸如二價陽離子和蛋白等PCR抑制劑,確保高純度DNA洗脫到水或試劑盒提供的緩沖液中。QIAamp DNA 技術可從人類組織樣品中抽提基因組、線粒體、細菌、寄生物或病毒DNA,可直接用于PCR和Southern blot。
QIAamp DNA Mini Kit 適用的樣本包括人體組織、拭子、腦脊液、血液、體液或尿液洗滌細胞。全部手動操作時間僅為20分鐘,也可在QIAcube上自動化純化。此試劑盒的價格為1650元/50次,單次價格為33元。
看到這里,你也許有些疑問,QIAamp DNA Mini Kit是基于硅膠膜技術,DNeasy Blood & Tissue Kit也是基于硅膠膜技術,那兩者有何差別?從技術上而言,兩者是相同的。區別就在于適用的樣本不同,QIAamp產品線是特別為臨床客戶而開發的,所以QIAamp DNA Mini Kit適合多種臨床樣本類型,包括人體血液、組織活檢、拭子、白膜層和干血點等。它們的操作步驟有利于標準化程序的開發,便于臨床應用。而DNeasy產品線則主要為科研用戶而開發的。從理論上而言,這兩個試劑盒的柱子和緩沖液是可以互換的,但QIAGEN強烈建議你別這么做,以避免失誤,并獲得最佳結果。
除了這兩個經典產品,QIAGEN還推出了其他產品,適合不同的樣本類型和同類,詳見下表。
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血液/組織樣品 | |
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手動純化 |
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血液和無細胞體液樣品 |
QIAamp DNA Blood Mini Kit QIAamp DNA Blood QIAamp DNA Blood Maxi Kit |
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微量血液和組織樣本 |
QIAamp DNA Micro Kit |
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人體組織樣本 |
QIAamp DNA Mini Kit |
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石蠟包埋樣本 |
QIAamp DNA FFPE Tissue Kit |
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從200 µl-10 ml 血液樣本中純化高質量、適合長期存檔的DNA |
Gentra Puregene Blood Kit |
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大量組織樣本,用于DNA存檔 |
Gentra Puregene Tissue Kit |
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自動純化(中低通量) | |
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QIAcube |
QIAcube血液純化試劑盒: QIAamp DNA Blood Mini Kit 全血和體液純化 QIAamp DNA Micro Kit 微量血液或干血片純化 DNeasy Blood & Tissue Kit 動物組織、鼠尾或動物血液純化 |
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植物樣品、細菌、真菌、酵母樣本 | |
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手動純化 | |
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新鮮/干燥植物樣本、真菌 |
DNeasy Plant Mini Kit |
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大量植物樣本總DNA提取、真菌 |
DNeasy Plant Maxi Kit |
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細菌和酵母 |
DNAeasy Blood & Tissue Kit Gentra Puregene Yeast/Bact. Kit |
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細菌和動物糞便 |
QIAamp DNA Stool Mini Kit |
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細菌和組織 |
QIAamp DNA Mini Kit |
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自動純化(中低通量) | |
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QIAcube |
QIAcube植物/細菌/真菌/酵母純化試劑盒: DNeasy Plant Mini Kit 植物細胞和組織的純化 DNeasy Blood & Tissue Kit 細菌及酵母的純化 QIAamp DNA Mini Kit 細菌及酵母的純化 |
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自動純化(中高通量) | |
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BioSprint 96 |
BioSprint 96 DNA Plant Kit 從多種植物樣本中純化總DNA |
隨著國內一些實驗室逐步向自動化邁進,生物通再向大家介紹一下QIAcube工作站。這款創新的儀器在剛推出時,就榮獲了兩項大獎:實驗室自動化協會(ALA)2007新產品大獎(NPA)和德國紅點設計概念獎。它將Qiagen柱純化的過程完全自動化,讓研究人員從繁瑣的手工操作中解脫出來。
QIAcube上的樣本制備采用與手工操作相同的步驟(即裂解、結合、洗滌和洗脫),產量也與手工抽提相當。QIAcube工作站預裝有各種應用的純化程序, 可純化質粒DNA、基因組DNA、RNA、病毒核酸和蛋白,以及回收DNA和RNA。同時更多程序被不斷開發出來,這些新程序可通過網絡免費下載。有了QIAcube,你就能完全解放出來了。
離子交換樹脂
前面提到,硅膠膜技術純化所得的DNA片段最長為50 kb。若想得到大片段的DNA,硅膠膜技術恐怕無能為力,這時,離子交換樹脂就派上用場了。QIAGEN Genomic-tips使用獨特的陰離子交換技術,從多種生物樣品中純化高分子量的DNA,無需酚氯仿。為不同樣本類型而優化的裂解液能使核酸酶、組蛋白及DNA結合蛋白等蛋白質迅速變性。在緩沖液所提供的pH和低鹽環境下,DNA與QIAGEN樹脂結合,而其他細胞成分則流出。純化后的DNA洗脫在高鹽溶液中,并通過異丙醇沉淀。Genomic-tips通過重力流操作,不過不用全程盯著,它不會變干,你可以同時處理多個樣品。
QIAGEN Genomic-tips的操作步驟非常“溫柔”,因此能得到最長150 kb,平均50-100 kb的DNA片段,再也不用擔心片段被打斷了。這種超純、大片段的DNA非常適合文庫構建、脈沖場凝膠電泳、測序,當然,常規分析更是不在話下。
磁珠技術
磁珠技術快速方便,利于自動化。因此QIAGEN也基于此技術開發了多個自動化工作站和試劑盒。EZ1 DNA Tissue Kit含有所有自動純化DNA所需的試劑和操作程序,可利用磁珠技術,處理至多40 mg的組織樣本。該試劑盒可在EZ1 Advanced XL(每次可處理1-14個樣本)、EZ1 Advanced(每次可處理1-6個樣本),和BioRobot EZ1工作站(每次可處理1-6個樣本)上使用。試劑預裝在試劑盒中,確保可快速便利的上樣。
BioRobot EZ1自動化工作站是一款專為核酸自動純化設計的儀器,封閉式的系統可同時進行1–6個樣本的核酸快速純化。它主要是利用硅膠磁珠進行核酸純化。磁珠表面的硅膠層可以與樣品裂解后溶液中的核酸特異性結合,洗脫液可有效地將核酸從硅膠磁珠上洗脫下來從而獲得高質量的核酸。
在廣受好評的BioRobot EZ1的基礎上,QIAGEN公司又開發出新一代EZ1 Advanced 和EZ1 Advanced XL型號的工作站。它們增加了很多新特點,可方便地進行數據管理,同時完善用戶的環境保護措施。EZ1 Advanced 工作站主要是針對危險樣品而設計的一款全封閉核酸純化系統,主要用于遺傳身份鑒定、法醫研究、生物醫學研究和基因表達分析。
新產品:從FFPE樣品中同時純化DNA和RNA
除了以上這些當家花旦,QIAGEN還有很多秘密武器,保證能滿足各式各樣的純化需求。無論你是想純化DNA、RNA或蛋白中的一種、兩種或三種,總能在QIAGEN找到相應的解決方案。最近,QIAGEN又推出了AllPrep DNA/RNA FFPE Kit,從福爾馬林固定、石蠟包埋組織樣本中同時純化基因組DNA和總RNA。
如要對基因組學和轉錄組學數據進行可靠比較,則需從同一樣本中純化DNA和RNA。有些純化方法將樣本分為兩份再分別進行純化操作,這樣純化出的DNA和RNA來自不同的細胞群落,可能具有不同屬性。而AllPrep DNA/RNA FFPE Kit使用同一樣本純化DNA和RNA。這樣不僅結果可靠,而且可避免浪費,因為FFPE樣本是十分珍貴的樣本,通常很難恢復且樣本量少。
然而,從同一FFPE樣本中分離DNA和RNA面臨著很大困難:片段化的DNA長度短,且部分是單鏈結構;因此其更像RNA,而非完整的DNA。片段化DNA的這一屬性使得用物理方法分離DNA和RNA十分困難。AllPrep DNA/RNA FFPE Kit使用先進的增溶方法,從同一個FFPE樣本中區別性釋放DNA和RNA。使用這種方法時,FFPE樣本要在優化的裂解緩沖液中孵育,使得RNA釋放出來,而DNA形成沉淀。離心后,將含有RNA的上清和含有DNA的沉淀分別處理,純化RNA和DNA。再次進行孵育有一定的解交聯作用,然后使用RNeasy MinElute或QIAamp MinElute離心柱純化RNA和DNA。用柱上DNA酶處理純化的RNA,以有效去除DNA污染。
盡管AllPrep DNA/RNA FFPE Kit已經過優化,可最大程度上逆轉甲醛化學修飾,而不引起DNA和RNA的進一步降解;但還是有必要提醒一下,從FFPE樣本純化獲得的核酸不應用于需要大分子量DNA或完整長度RNA的下游應用。
其實在基因組DNA純化方面,QIAGEN還有更多的產品,鑒于篇幅有限,生物通無法一一介紹。如果你想了解更多這方面的更多信息,請點擊此處索取 。(生物通 余亮)
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