分子生物学实验步骤总结超全.docx
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分子生物学实验步骤总结超全
分子生物学实验步骤总结超全
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ﻩ
一目的基因的获得
细菌基因组DNA的提取
(1)仪器
1)台式高速离心机
2)恒温水浴箱
3)枪式移液器
4)灭菌的EP管和Tip头
(2)试剂
1)溶液1:
25% 蔗糖
50mmol/L Tris-Hcl,pH8.0
50mmol/L EDTA,pH8.0
500ug/ml 溶菌酶(现用现配)
100ug/ml RNase
2)溶液Ⅱ:
100mmol/L Tris-Hcl,pH8.0
1% SDS
400ug/ml 蛋白酶K
3)酚:
氯仿:
异戊醇(25:
24:
1)
4)氯仿:
异戊醇(24:
1)
5)3mol/L NaAc(pH5.2)
6)异丙醇或无水乙醇
7)70%乙醇
8) TE缓冲液:
10mmol/L Tris-Hcl,pH8.0
1mmol/L EDTA,pH8.0
(3)实验步骤
1)5mL细菌过夜培养,5000rpm离心10分钟,去上清液。
2)将菌体细胞悬于250uL溶液1中,37°C水浴保温过夜。
3)加250uL溶液Ⅱ,55°C水浴保温4小时。
4)加0.9倍体积的酚/氯仿/异戊醇(25:
24:
1),轻轻混匀,于14000rpm离心10分钟,转移水相至新的Ep管,重复步骤4一次。
5)向转移的水相中加入0,9倍体积的氯仿/异戊醇(24:
1),轻轻混匀,于14000rpm离心10分钟,转移水相至新的Ep管,重复步骤5一次。
6)向转移的水相中加入0.1倍体积的3mol/LNaAc和0.7倍体积的异丙醇(或2.5倍体积的无水乙醇),冰上放置30分钟。
7)14000rpm离心20分钟,弃上清,用0.5mL70%乙醇洗涤沉淀一次,弃上清,沉淀于室温干燥。
8)将DNA沉淀溶解于15ulTE缓冲液中,-20°C保存。
9)进行DNA含量和纯度检测,琼脂糖凝胶电泳鉴定。
植物DNA的SDS提取法:
(一)试验试剂:
1)研磨缓冲液:
称取59.63gNaCl,13.25g柠檬酸三钠,37.2gEDTA-Na分别溶解后合并为一,用0.2mol/L的NaOH调至pH7.0,并定容至1000ml。
2)10SSC溶液:
称取87.66gNaCl和44.12g柠檬酸三钠,分别溶解,一起定容至1000ml。
3)1SSC溶液:
用10SSC溶液稀释10倍。
4)0.1 SSC溶液:
用1SSC溶液稀释10倍。
5)Rnase溶液:
用0.14mol/LNaCl 溶液配制成25mg/ml的酶液,用1mol/LHCl,pH至5.0,使用前经80℃水浴处理5min(以破坏可能存在的Dnase)。
6)氯仿-异戊醇:
按24ml 氯仿和1ml异戊醇混合。
7)5mol/L高氯酸钠溶液:
称取NaClO4.H2O70.23g,先加入少量蒸馏水溶解再容至100ml。
8)SDS(十二烷基硫酸钠)化学试剂的重结晶:
将SDS放入无水酒精中达到饱和为止,然后在70~80℃的水浴中溶解,趁热过滤,冷却之后即将滤液放入冰箱,待结晶出现再置室温下凉干待用。
9) 1mol/LHCl。
10) 0.2mol/LNaOH。
11)二苯胺乙醛试剂:
1.5g二苯胺溶于100ml冰醋酸中,添加1.5ml浓硫酸,装入棕色瓶,贮存暗处,使用时加0.1ml 乙醛液[浓乙醛:
H2O=1:
50(V/V)]。
12)1.0mol/L高酸溶液(HClO4)。
13)0.05mol/LNaOH。
14)DNA标准液:
取标准DNA25mg溶于少量0.05mol/LNaOH中,再用0.05mol/LNaOH定容至25ml,后用移溶管吸取此液5ml至50ml容量瓶中,加5.0ml1mol/LHClO4,混合冷却后用0.5mol/LHClO4定容至刻度,则得100μg/ml的标准溶液。
(二)实验步骤:
1)称取植物幼嫩组织10g剪碎置研钵中,加10ml预冷研磨缓冲液并加入0.1g左右的SDS,置冰浴上研磨成糊状。
2)将匀浆无损转入25ml刻度试管中加入等体积的氯仿-异戊醇混合液,加上塞子,剧烈振荡30s,转入离心管,静置片刻以脱除组织蛋白质。
以4000rpm离心5min。
3)离心形成三层,小心地吸取上层清液至刻度试管中,弃去中间层的细胞碎片、变性蛋白质及下层的氯仿。
4)将试管置72℃水浴中保温3min(不超过4min),以灭活组织的DNA酶,然后迅速取出试管置冰水浴中冷却到室温,加5mol/L高氯酸钠溶液[提取液:
高氯酸钠溶液=4:
1(V/V)],使溶液中高氯酸钠的最终浓度为1mol/L。
5) 再次加入等体积氯仿-异戊醇混合液至大试管中,振荡1min,静置后在室温下离心(4000rpm)5min,取上清液置小烧杯中。
6)用滴管吸95%的预冷乙醇,慢慢地加入烧杯中上清液的表面上,直至乙醇的体积为上清液的两倍,用玻璃棒轻轻搅动。
此时核酸迅速以纤维状沉淀缠绕在玻璃棒上。
7)然后加入0.5ml 左右的10SSC,使最终浓度为1SSC。
8)重复第6步骤和第7步骤即得到DNA的粗制品。
9) 加入已处理的Rnase溶液,使其最后的作用浓度为50~70μg/ml,并在37℃水浴中保温30min,以除去RNA。
10)加入等体积的氯仿-异戊醇混合液,在三角瓶中振荡1min,再除去残留蛋白质及所加Rnase蛋白,室温下以4000rpm离心5min,收集上层水溶液。
11) 再按6、7步骤处理即可得到纯化的DNA液。
2、PCR扩增目的基因
(1)器材
1)微量移液器
2)灭菌的Tip头、PCR管
3)PCR扩增仪
4) 目的DNA(DNA模板)
5)dNTP混合物
6)引物对
7) Tap酶
8)PCR扩增试剂盒
(二)试剂
1)10×PCR缓冲液(含Tris-HCl100mmol/L;MgCl2 15mmol/L、KCl 500mmol/L,pH8.3,0.1%明胶)
2)脱氧核苷三磷酸dNTPs:
配成10mM——dATP,dTTP,dGTP,dCTP各10mM,用NaOH溶液调节至pH8.3。
)
3)氯仿-异戊醇:
配成24:
1的比例,室温避光保存。
4)酚:
氯仿:
异戊醇=25:
24:
1
5)3MNaAc、ddH2O
6)无水乙醇:
70%乙醇
7)TE缓冲液
(三)实验步骤
1)在0.2ml薄壁反应管中加入下列成份:
(混匀)
ddH2O:
补至终体积(25μl)
10×PCR缓冲液1/10总体积
2.0mMdNTPs 1μl
2U/μlTaq DNA聚合酶0.5μl
引物混合液(10pmol/μl/引物)1μl
DNA模板0.6μl
混匀后,在台式离心机上瞬时离心10秒。
2)在设定好的PCR仪上反应
95°C,5min;95°C,1min;56°C,1min;72°C,2min。
反应30轮。
3)反应结束后,将反应管在72°C充分延伸10分钟,再将反应管冷却至4°C。
取一部分反应液进行琼脂糖凝胶电泳(实验三),确认是否有目的的PCR产物。
如果PCR产物纯度较低或反应液中含有连接反应阻碍物,可以通过纯化得到改善。
纯化继续4)—6)。
4)转至1.5ml离心管,向管中加25μl酚,25μl氯仿-异戊醇混匀,离心10000rpm,30秒。
5)吸取上层液,转至另一已加5μl3MNaAc的1.5ml的离心管,加150μl无水乙醇,-20°C过夜。
6)离心10000rpm,10分钟,弃上清,加0.5ml70%乙醇,10000rpm离心,5分钟。
弃上清,烤箱中干(60°C),溶于20μlTE。
(四)技术要点
1)PCR各组份的配制与加样量要特别注意。
(1) 引物浓度:
10 pmol足够30个循环,浓度太高导致与模板非特异结合增强,扩增非特异片段增多,浓度太低则扩增效率低。
(2)引物的配制:
厂家提供的引物一般是干粉状态并标明OD值,1OD约含33μg。
开盖前先将干粉离心至管底,加双蒸水至浓度2μg/μl,再取部分稀释至10pmol /μl。
引物浓度计算公式:
1pmol=(3.3×10-4μg)×n ,n是引物的碱基数
(3)Mg2+:
使用浓度一般在1.5mM,要求模板不含高浓度EDTA和诸如硫酸基团类的负电荷基团,Mg2+浓度升高可导致错配率升高和非特异性扩增。
(4) 模板DNA:
浓度不可过高,质粒DNA20ng即可,若需第二次扩增,可将第一次扩增产物稀释1000-10000倍作为模板使用。
(5)Taq DNA聚合酶:
一般用量5U/100μl。
酶量过大易导致扩增非特异序列,Taq酶具有末端转移酶活性,常在3’端加A。
2)扩增轮数与退火温度
扩增轮数:
一般30轮以内就可使模板扩增106倍,超过30轮,错配率升高。
退火温度计算公式:
Tm值=(GC×4+AT×2)–4
3、琼脂糖凝胶电泳的检测
(一)仪器
1)琼脂糖凝胶电泳系统(天平、锥形瓶、量筒、微波炉、凝胶板、梳子、枪式移液器、灭菌Tip头、水平电泳槽、电泳仪)
2)凝胶成像仪
(二)试剂及材料
目的DNA、琼脂糖、蔗糖、溴酚蓝、硼酸、Tris、EDTA、EB、DNA纯化试剂
盒
1)TAE电泳缓冲液
浓储存液50×:
242gTris;57.1ml冰乙酸;100ml0.5mol/L EDTA(PH8.0)
定容至一升。
使用液1×:
4.84gTris;1.15ml冰乙酸;2ml0.5mol/LEDTA(PH8.0)
定容至一升。
2)样本液
10×缓冲液:
60%蔗糖;0.4%溴酚蓝
(三)实验步骤
1)将有机玻璃内槽洗净、晾干,放置于水平制胶器中,插好梳子,在梳子底部与胶槽之间应保持几毫米的间隙。
2)0.8%琼脂凝胶板的配制:
取0.6g琼脂糖加80mlTAE(1×),20ml水,微波炉加热融化3分钟,将其冷却至55°C-65°C,加入EB储存液1ul,小心混匀,缓慢倒入制胶槽中。
(根据目的基因的大小选择琼脂糖凝胶浓度)。
3)充分凝固后从制胶槽中卸下凝胶板,放入电泳槽,加入TAE(1×),使其液面略高于琼脂糖板,拨出样品梳。
4)DNA样品按照10:
1的比例加入样本液,在腊面纸上混匀,用移液枪加样于琼脂糖板的样品孔中。
同时另取一个DNA分子量标准上样于另一样品孔,在同一凝胶板上进行电泳。
5)接通电泳槽与电泳仪的电源,维持稳压1-5V/cm(按照两极之间距离计算),电泳时间根据溴酚蓝指示剂迁移的位置来判断,当移动到距凝胶前沿1-2cm出停止电泳。
6)剥胶并在凝胶成像仪观察结果。
(四)技术要点
1)选择琼脂糖凝胶浓度取决于所鉴定DNA的大小,小片段DNA应用高浓度凝胶,大片段则用低浓度凝胶,在1%的琼脂糖凝胶中溴酚蓝的泳动速度与500bp的双链线状DNA一致。
不同浓度琼脂糖凝胶及其可分离的线性DNA大小范围见下表1。
表1不同浓度琼脂糖凝胶及其分离线性DNA分子的有效范围凝胶浓度(%)
分离DNA的有效范围(kb)
0.3
60~5
0.6
20~1
0.8
10~0.8
1.0
7~0.5
1.2
6~0.4
1.5
3~0.2
2.0
2~0.1
2)电泳中注意防止凝胶发热。
3)将电泳仪置稳压档,电压设置小于5V/cm(电极间的最小路径)。
随着电压的增加,琼脂
糖凝胶的有效分离范围缩小。
4)溴化乙锭有强烈的致癌作用,操作时注意防护。
四、目的DNA的回收纯化
(一)仪器
1)琼脂糖凝胶电泳系统
2)凝胶成像仪
3)离心机
4)单面刀片
5)恒温水浴锅
(二)试剂
1) DNA回收试剂盒
2)50×TAE
3)ddH2O
(三)实验步骤
1)在紫外灯下切分含DNA的琼脂糖块,尽可能除去多余的琼脂糖.放入1.5ml离心管中。
2)按每100mg琼脂糖加入300—600μl溶胶液的比例加入溶胶液(本实验加500ul),置55℃水浴10分钟,使琼脂糖块完全溶化,期间每2分钟颠例混匀一次促溶。
3)将溶化后的琼脂糖液移入吸附柱,12000rpm 室温离心1分钟,倒掉收集管中的液体.再将吸附柱放入同一个收集管中。
4)在吸附杜中加入500uI漂洗液,室温静置1分钟后,12000rpm室温离心30秒,倒掉收集管中的液体,将吸附柱放入同一个收集管中。
5)再在吸附柱中加入500uI漂洗液,12000rpm室温离心15秒,倒掉收集管中的液体,将吸附柱放入同一个收集管中。
6)12000rpm室温空离心1分钟。
7)将吸附柱放入一个干净的1.5ml的离心管中,在吸附膜中央加入30ul洗脱缓冲液,室温静置2分钟后,12000rpm室温离心1分钟(为提高回收效率可再洗脱一次),将1.5ml离心管(DNA)贮存于-20℃。
五、限制性内切酶消化、产物回收及连接重组
(一)仪器及材料
1)回收得到的目的DNA
2)BamHI、 HindIII、 T4DNA连接酶、DNA回收试剂盒
3)pUC18‐CAT质粒、双蒸水、10×酶切通用缓冲液K
4)EP管、恒温水浴锅、微量移液器、台式离心机
表1常用酶切缓冲液配方
缓冲液名称
配方
贮存温度(℃)
10×L
100mMTris-HCl,pH7.5
100mMMgCl2
10mMDTT
-20
10×M
100mMTris-HCl,pH7.5
100mMMgCl2
10mM DTT
500mMNaCl
-20
10×H
500mMTris-HCl,pH7.5
100mM MgCl2
10mMDTT
1000mM NaCl
-20
10×K
200 mMTris-HCl,pH8.5
100mMMgCl2
10mMDTT
1000mM KCl
-20
10×T(BSA-Free)
330mMTris-Ac,pH7.9
100mMMgAc
5 mMDTT
660mMKAc
-20
0.1% BSA
-20
0.1%Trition X-100
-20
(二)实验步骤
1)在灭菌的EP管中按如下方式准备双酶切反应体系:
酶切反应体系(20ul体系)
管号 核酸 10×酶切通用缓冲液K ddH2OBamHI HindIII
1 15ul目的DNA 2ul 0ul 2ul 1ul
210ulpUC18‐CAT质粒 2ul 5ul 2ul 1ul
2)37℃保温三小时。
3)酶切产物的纯化回收,每100ul溶液加入700ul溶胶液,其余的操作步骤详见实验四
4)载体与目的DNA的连接。
在灭菌的EP管中按如下方式准备双酶切反应体系(20ul):
目的DNApUC18‐CAT质粒10×连接缓冲液 T4 DNA连接酶ddH2O
Xul Y ul 2ul 1ul Zul
目的DNA和pUC18‐CAT质粒的相对浓度约为1:
3—1:
10
5)14℃水浴保温过夜。
6、大肠杆菌感受态细胞的制备及目的DNA的转化
(1)仪器
1.小型高速离心机
2.恒温摇床
3.恒温培养箱
4.‐20℃冰箱
5.恒温水浴器
6.超净工作台
7.高压灭菌锅
(二)材料
1.氨苄青霉素
2.大肠杆菌DH5a
3.连接产物
4.离心管
5.枪头、微量移液器
6.试管、培养皿、三角瓶
(三)试剂
LB 培养基(根据需要确定配制的量):
10g/L胰蛋白胨,5g/L酵母提取物,10g/LNaCl,加水至1000ml,高压灭菌,保存在室温。
氨苄青霉素:
用去离子水配成100mg/ml的储存液,过滤除菌,-20℃分装保存。
卡那霉素:
用去离子水配成100mg/ml的储存液,过滤除菌,-20℃分装保存
无抗生素LB琼脂糖平板培养基(根据需要确定配制的量):
10g/l胰蛋白胨,5g/l酵母提取物,10g/lNaCl,15g/l琼脂粉,加水至1000ml,高压灭菌;铺平板,冷却后在37℃培养24小时,保存在室温。
含有抗生素LB琼脂糖平板培养基(根据需要确定配制的量):
10g/l胰蛋白胨,5g/l酵母提取物,10g/lNaCl,15g/l琼脂粉,加水至1000ml,高压灭菌;当培养基降温至50℃左右,加入终浓度为100μg/ml的氨苄青霉素或50μg/ml卡那霉素,并铺平板,冷却后在37℃培养24小时,保存在室温。
0.1MCaCl2(根据需要确定配制的量):
11.099克溶解在1000ml灭菌水中,0.22μm滤器过滤除菌。
氯化钙分子量为:
110.99。
50%甘油:
50ml甘油加入50ml水,混匀,高压灭菌。
其他:
DH5α大肠杆菌,灭菌玻璃平皿若干,接菌环,加250mlLB液体培养基的1000ml灭菌锥形瓶一个,灭菌50ml和500mL离心管若干,灭菌刻度吸管若干,冰盒,移液器,灭菌移液器吸头,灭菌Eppendorf管等。
(四)实验步骤
1)以接菌环从-70℃保存的高效转化菌种中蘸取少量菌液划无抗生素平板,培养12小时;
2)挑取单菌落接种于5 mL无抗生素LB培养基中,37℃振荡培养过夜;
3)按照1:
100接种菌液至250mLLB培养基中,37℃剧烈振荡培养1.5-2 小时左右,至OD600达0.4-0.6;
4)将菌液冰浴10 分钟,转移至预冷的500mL离心管中,4℃,4000rpm离心10分钟;
5)弃上清,将细菌沉淀重新悬浮于50mL预冷的0.1MCaCl2中,冰浴20 分钟,4℃,4000rpm离心10 分钟;
6)弃尽上清。
以12.5mL(菌液体积的5%)预冷的0.1MCaCl2溶液重悬细菌沉淀,同时加入等体积预冷的50%甘油水溶液,混匀后按每支50μL在冰上分装,-80℃保存;
注:
以上操作全部在无菌条件下进行。
7)取连接产物2μl(在实际操作中,经常需要取全部连接产物)置于冰上;
8)从-80℃冰箱取3管感受态细菌(每管50μl),在冰上融化;
9)将连接产物加入感受态细菌中,混匀,放置冰上20-30分钟;同时做两个对照管
• 受体菌对照:
50μl感受态细胞+2μl无菌水
•质粒对照:
50μl0.1MCaCl2溶液+2μl连接产物
10)42℃加热90秒,迅速置于冰上1-2分钟;
11)每管加入400-1000μl的无抗生素液体LB培养基,在37℃摇床缓慢摇荡20-60分钟;
12)用<10000rpm离心10秒,弃去大部分上清,留下约50μl并用移液器吹吸重悬细菌;
13)取适量细菌悬液均匀的涂布在带有相应抗性(根据质粒所携带抗生素抗性基因而定)的LB琼脂糖平板上,倒置于37℃培养箱培养12小时以上,出现菌落。
(五)技术要点
1.加入的连接产物体积应该小于感受态细胞体积的5%;
2.42℃热激时,必须要保证温度的准确性;
3.涂布LB平板的菌液量应该根据经验确定。
如果连接效率很高,而且所用感受态细菌的效率也很高,则吸取较少量的菌液;反之,可以增加,甚至全部菌液涂布平板。
判断的标准:
在LB平板上生长密度合适的单菌落;
4.涂布平板之后,在37℃培养的时间不超过12-16小时,否则可能产生卫星菌落;
5.防止其它质粒污染;
6.防止其它细菌污染。
7、质粒DNA的提取及重组子的鉴定
(1)仪器
1.恒温培养箱
2.恒温摇床
3.小型高速离心机
4.高压灭菌锅
5.分光光度计
(2)试剂及材料
1.转化重组子
2.缓冲液A:
50mM葡萄糖;10mM EDTA;25mMTris-HCl,pH8.0。
3.碱溶液:
0.2M NaOH; 1%SDS,PH12.5。
4.乙酸缓冲液:
3MNaAC;2M乙酸,pH4.8(盐酸调pH)。
5.TE缓冲液:
10mMTris-HCl,pH8.0;1mMEDTA.。
6.RNA酶A溶液:
10mg/ml RNA酶A,用TE配制,100°C煮10分钟,灭活DNA酶。
缓慢冷却至室温,10000r/min离心5min,上清于-20°C保存。
7.LB培养基:
10g胰蛋白胨,5g酵母粉,5gNaCl加水至1000ml,用1MNaOH调pH至7.5,高压灭菌。
8.氨苄青霉素:
用去离子水配成100mg/ml的储存液,过滤除菌,-20℃分装保存。
9.LA培养基:
在LB培养基中加入终浓度100μg/ml的氨苄青霉素。
10.异丙醇
11.酚-氯仿-异戊醇:
25:
24:
1
12.70%乙醇
13.3MNaAc
(3)实验步骤
1)从转化平皿上挑一克隆接种到LA液体培养基中,37℃震荡培养,待细菌浓度增至OD600=1—1.2时,收获细菌。
菌液转到1.5mlEppendorf管中,离心8000rpm,2分钟,弃上清。
2)加100μl缓冲液A,充分混悬细菌。
3)加200μl碱溶液,裂解细菌,反复倒转管5次至溶液清亮,开盖后能拉出丝状粘稠液体。
4)加150μl乙酸缓冲液,反复倒转管5次,混匀,冰浴10分钟。
5)离心10000rpm,5分钟,将上清转移至另一Eppendorf管中。
6)加等体积的酚-l氯仿-异戊醇(25:
24:
1)混匀,离心10000rpm,1分钟。
7)吸上层水相至另一Eppendorf管中,加等体积的氯仿混匀,离心10000rpm,1分钟。
8)吸上层水相至另一Eppendorf管中,加0.6倍体积的异丙醇,混匀,室温或-20°C,10分钟。
9)离心10000rpm,10分钟,弃上清,加入1ml 70%乙醇。
勿混匀,离心10000rpm,5分钟,重复加入1ml70%乙醇一次,弃上清,干燥箱中干燥。
10)干燥后,加入30μlTE(含RNA酶A10ul,20μg/ml),使质粒溶解,-20°C保存备用。
11)取一个灭菌的EP管,依次加入下列试剂
10×限制酶缓冲液2.0ul、重组质粒5.0ul、ddH2O 11.0ul、限制性内切酶2.0ul总体积为20.0ul。
12)将上述试剂轻轻混匀,稍加离心,集中溶液,37°C水浴保温3—4小时。
酶切结束时,加入0.5mmol/LEDTA(PH8.0)使终浓度达10mmol/L,以终止反应。
13)质粒DNA的琼脂糖凝胶电泳分析详见实验三。
(四)技术要点
1)每一步都要充分混匀,为获得高产量DNA,第一步需使菌体完全重悬。
2)加入碱溶液后,反复混匀使细菌充分裂解,但需要轻柔
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