基因组纯化之Qiagen篇 技术是王道[选购宝典]

【字体: 时间:2011年05月27日 来源:生物通

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  生物通小编这次就带大家巡一巡众多品牌的基因组DNA纯化产品,并教大家如何挑选适合自己的纯化产品。第二站是大名鼎鼎的QIAGEN。尽管试剂盒种类繁多,让人眼花缭乱,但仔细理一理,主要是基于三种成熟的核酸纯化技术:硅胶膜、离子交换和磁珠。生物通小编就从这三种技术入手,分别介绍QIAGEN的经典产品和新产品。

在核酸纯化领域,QIAGEN向来就是信心的保证。良好的口碑,稳定可靠的质量,再加上全面的产品,使用起来确实无忧。尽管价格贵点,但“一分钱一分货”的道理大家都懂。若是实验没结果,文章出不来,价格再低也枉然。况且,QIAGEN直销之后,价格也不再那么高不可攀。

对于基因组DNA的纯化,QIAGEN也有着自己独到的解决方案。纯化前样本的优化保存确保了核酸的完整;快速、高效的样本破碎为后续纯化中样本的充分裂解提供了保障;试剂盒广泛覆盖包括血液样品、组织样品、植物样品、细菌、真菌、酵母样本,及法医检材和其它样本。

尽管试剂盒种类繁多,让人眼花缭乱,但仔细理一理,主要是基于三种成熟的核酸纯化技术:硅胶膜、离子交换和磁珠。生物通小编就从这三种技术入手,分别介绍QIAGEN的经典产品和新产品。

硅胶膜技术

大约20年前,QIAGEN推出了日后风靡全球的硅胶膜核酸纯化技术。快速、稳定、质量高,无需经验和技术,DNeasy和QIAamp系列迅速成为最畅销的产品之一。但同时别忘了,这种技术纯化所得的DNA片段最长为50 kb。若是构建文库,那恐怕不大适宜。

经典产品之一:DNeasy Blood & Tissue Kit

DNeasy Blood & Tissue Kit能够从多种样品类型中提取总RNA,包括动物的血液和组织、细胞、酵母、细菌和病毒。可靠的硅胶膜技术确保了快速且重复的DNA纯化,无需乙醇沉淀,也避免了接触有机试剂。DNeasy Blood & Tissue Kit有两种形式,一种是离心柱方式,这些mini离心柱预装在收集管内,单独密封,便利且安全;另一种是96孔板方法,方便高通量的操作。对于50次的离心柱纯化试剂盒,价格为1630元。

对于有些特殊的样品,如动物的毛发、唾液、精液、软组织等,QIAGEN也在网上提供了详细的操作步骤,非常贴心,不需要你再去反复优化。这些经过优化的步骤确保了高的产量,且纯化后的DNA不含PCR抑制剂,允许实时定量PCR的灵敏检测。

经典产品之二:QIAamp DNA Mini Kit

QIAamp DNA Mini Kit 的原理也是相似。DNA特异性地结合到QIAamp硅胶膜上,而污染物则会流过该过滤膜。通过两次高效洗涤步骤,可完全去除诸如二价阳离子和蛋白等PCR抑制剂,确保高纯度DNA洗脱到水或试剂盒提供的缓冲液中。QIAamp DNA 技术可从人类组织样品中抽提基因组、线粒体、细菌、寄生物或病毒DNA,可直接用于PCR和Southern blot。

QIAamp DNA Mini Kit 适用的样本包括人体组织、拭子、脑脊液、血液、体液或尿液洗涤细胞。全部手动操作时间仅为20分钟,也可在QIAcube上自动化纯化。此试剂盒的价格为1650元/50次,单次价格为33元。

看到这里,你也许有些疑问,QIAamp DNA Mini Kit是基于硅胶膜技术,DNeasy Blood & Tissue Kit也是基于硅胶膜技术,那两者有何差别?从技术上而言,两者是相同的。区别就在于适用的样本不同,QIAamp产品线是特别为临床客户而开发的,所以QIAamp DNA Mini Kit适合多种临床样本类型,包括人体血液、组织活检、拭子、白膜层和干血点等。它们的操作步骤有利于标准化程序的开发,便于临床应用。而DNeasy产品线则主要为科研用户而开发的。从理论上而言,这两个试剂盒的柱子和缓冲液是可以互换的,但QIAGEN强烈建议你别这么做,以避免失误,并获得最佳结果。

除了这两个经典产品,QIAGEN还推出了其他产品,适合不同的样本类型和同类,详见下表。

血液/组织样品

手动纯化

 

血液和无细胞体液样品

QIAamp DNA Blood Mini Kit

QIAamp DNA Blood Midi Kit

QIAamp DNA Blood Maxi Kit

微量血液和组织样本

QIAamp DNA Micro Kit

人体组织样本

QIAamp DNA Mini Kit

石蜡包埋样本

QIAamp DNA FFPE Tissue Kit

200 µl-10 ml 血液样本中纯化高质量、适合长期存档的DNA

Gentra Puregene Blood Kit

大量组织样本,用于DNA存档

Gentra Puregene Tissue Kit

自动纯化(中低通量)

QIAcube

QIAcube血液纯化试剂盒:

QIAamp DNA Blood Mini Kit 全血和体液纯化

QIAamp DNA Micro Kit 微量血液或干血片纯化

DNeasy Blood & Tissue Kit 动物组织、鼠尾或动物血液纯化

植物样品、细菌、真菌、酵母样本

手动纯化

新鲜/干燥植物样本、真菌

DNeasy Plant Mini Kit

大量植物样本总DNA提取、真菌

DNeasy Plant Maxi Kit

细菌和酵母

DNAeasy Blood & Tissue Kit

Gentra Puregene Yeast/Bact. Kit

细菌和动物粪便

QIAamp DNA Stool Mini Kit

细菌和组织

QIAamp DNA Mini Kit

自动纯化(中低通量)

QIAcube

QIAcube植物/细菌/真菌/酵母纯化试剂盒:

DNeasy Plant Mini Kit 植物细胞和组织的纯化

DNeasy Blood & Tissue Kit 细菌及酵母的纯化

QIAamp DNA Mini Kit 细菌及酵母的纯化

自动纯化(中高通量)

BioSprint 96

BioSprint 96 DNA Plant Kit 从多种植物样本中纯化总DNA

随着国内一些实验室逐步向自动化迈进,生物通再向大家介绍一下QIAcube工作站。这款创新的仪器在刚推出时,就荣获了两项大奖:实验室自动化协会(ALA)2007新产品大奖(NPA)和德国红点设计概念奖。它将Qiagen柱纯化的过程完全自动化,让研究人员从繁琐的手工操作中解脱出来。

QIAcube上的样本制备采用与手工操作相同的步骤(即裂解、结合、洗涤和洗脱),产量也与手工抽提相当。QIAcube工作站预装有各种应用的纯化程序, 可纯化质粒DNA、基因组DNA、RNA、病毒核酸和蛋白,以及回收DNA和RNA。同时更多程序被不断开发出来,这些新程序可通过网络免费下载。有了QIAcube,你就能完全解放出来了。

点击此处索取gDNA纯化产品的更多资料


离子交换树脂

前面提到,硅胶膜技术纯化所得的DNA片段最长为50 kb。若想得到大片段的DNA,硅胶膜技术恐怕无能为力,这时,离子交换树脂就派上用场了。QIAGEN Genomic-tips使用独特的阴离子交换技术,从多种生物样品中纯化高分子量的DNA,无需酚氯仿。为不同样本类型而优化的裂解液能使核酸酶、组蛋白及DNA结合蛋白等蛋白质迅速变性。在缓冲液所提供的pH和低盐环境下,DNA与QIAGEN树脂结合,而其他细胞成分则流出。纯化后的DNA洗脱在高盐溶液中,并通过异丙醇沉淀。Genomic-tips通过重力流操作,不过不用全程盯着,它不会变干,你可以同时处理多个样品。

QIAGEN Genomic-tips的操作步骤非常“温柔”,因此能得到最长150 kb,平均50-100 kb的DNA片段,再也不用担心片段被打断了。这种超纯、大片段的DNA非常适合文库构建、脉冲场凝胶电泳、测序,当然,常规分析更是不在话下。

磁珠技术

磁珠技术快速方便,利于自动化。因此QIAGEN也基于此技术开发了多个自动化工作站和试剂盒。EZ1 DNA Tissue Kit含有所有自动纯化DNA所需的试剂和操作程序,可利用磁珠技术,处理至多40 mg的组织样本。该试剂盒可在EZ1 Advanced XL(每次可处理1-14个样本)、EZ1 Advanced(每次可处理1-6个样本),和BioRobot EZ1工作站(每次可处理1-6个样本)上使用。试剂预装在试剂盒中,确保可快速便利的上样。

BioRobot EZ1自动化工作站是一款专为核酸自动纯化设计的仪器,封闭式的系统可同时进行1–6个样本的核酸快速纯化。它主要是利用硅胶磁珠进行核酸纯化。磁珠表面的硅胶层可以与样品裂解后溶液中的核酸特异性结合,洗脱液可有效地将核酸从硅胶磁珠上洗脱下来从而获得高质量的核酸。

在广受好评的BioRobot EZ1的基础上,QIAGEN公司又开发出新一代EZ1 Advanced 和EZ1 Advanced XL型号的工作站。它们增加了很多新特点,可方便地进行数据管理,同时完善用户的环境保护措施。EZ1 Advanced 工作站主要是针对危险样品而设计的一款全封闭核酸纯化系统,主要用于遗传身份鉴定、法医研究、生物医学研究和基因表达分析。

新产品:从FFPE样品中同时纯化DNA和RNA

除了以上这些当家花旦,QIAGEN还有很多秘密武器,保证能满足各式各样的纯化需求。无论你是想纯化DNA、RNA或蛋白中的一种、两种或三种,总能在QIAGEN找到相应的解决方案。最近,QIAGEN又推出了AllPrep DNA/RNA FFPE Kit,从福尔马林固定、石蜡包埋组织样本中同时纯化基因组DNA和总RNA。

如要对基因组学和转录组学数据进行可靠比较,则需从同一样本中纯化DNA和RNA。有些纯化方法将样本分为两份再分别进行纯化操作,这样纯化出的DNA和RNA来自不同的细胞群落,可能具有不同属性。而AllPrep DNA/RNA FFPE Kit使用同一样本纯化DNA和RNA。这样不仅结果可靠,而且可避免浪费,因为FFPE样本是十分珍贵的样本,通常很难恢复且样本量少。

然而,从同一FFPE样本中分离DNA和RNA面临着很大困难:片段化的DNA长度短,且部分是单链结构;因此其更像RNA,而非完整的DNA。片段化DNA的这一属性使得用物理方法分离DNA和RNA十分困难。AllPrep DNA/RNA FFPE Kit使用先进的增溶方法,从同一个FFPE样本中区别性释放DNA和RNA。使用这种方法时,FFPE样本要在优化的裂解缓冲液中孵育,使得RNA释放出来,而DNA形成沉淀。离心后,将含有RNA的上清和含有DNA的沉淀分别处理,纯化RNA和DNA。再次进行孵育有一定的解交联作用,然后使用RNeasy MinElute或QIAamp MinElute离心柱纯化RNA和DNA。用柱上DNA酶处理纯化的RNA,以有效去除DNA污染。

尽管AllPrep DNA/RNA FFPE Kit已经过优化,可最大程度上逆转甲醛化学修饰,而不引起DNA和RNA的进一步降解;但还是有必要提醒一下,从FFPE样本纯化获得的核酸不应用于需要大分子量DNA或完整长度RNA的下游应用。

其实在基因组DNA纯化方面,QIAGEN还有更多的产品,鉴于篇幅有限,生物通无法一一介绍。如果你想了解更多这方面的更多信息,请点击此处索取 。(生物通 余亮)


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