一般情况下DNA、RNA的提取主要是采用强力变性剂如盐
酸胍或异硫氰胍或尿素-氯化锂等来溶解蛋白质,从而破坏细
胞、病毒,并使核蛋白从核酸上解离下来,并灭活可能存在的
RNA酶。在此基础上可采用硅藻、玻璃粉吸附和解吸附或有机溶
剂抽提、乙醇(异丙醇)沉淀法提取核酸。这一方法是目前从事
RT-PCR的临床实验室常规应用的方法。
有机溶剂法的原理是强力变性剂与硫基乙醇联合作用溶解
蛋白灭活RNA酶,再加入乙酸钠、饱和酚、氯仿-异戊醇抽取
以变性蛋白,经高速离心后得到上清,再以乙醇或异丙醇沉淀
浓缩核酸再以75%乙醇洗涤沉淀和容器去除残余盐份,再经烘干
去除残余乙醇,从而得到纯净的核酸。从以上实验过程我们可
以看到其优点在与能有效去除蛋白,排除一些溶于有机溶剂的
干扰反应的物质,而且可以有效地浓缩核酸,但是其缺点也非
常明显,首先是操作非常繁琐,有机溶剂抽提后取上清的过程
必须小心谨慎,通常的小体积操作时很容易吸到或碰到导致实
验失败的界面处的蛋白及有机溶剂;为了浓缩核酸,往往要加
入一定量的助沉淀剂,有时会造成或大或小的影响;乙醇的洗
涤过程仍属小心操作,以免沉淀的丢失;整个过程中至少需要
三次较长时间的离心。
硅藻、玻璃粉吸附的原理是高盐的强力变性剂作用下溶解
蛋白、灭活RNA酶,核酸与同步加入的硅藻或玻璃粉吸附,经
离心后小心吸尽上清,再以高盐的强力变性剂溶液洗涤,经离
心后小心吸尽上清,再以乙醇、丙酮等有机溶剂洗涤,经离心
后小心吸尽上清,烘干后即得吸附的核酸样品,加入低盐的反
应体系即可使核酸解吸附进入反应液。这一方法的优点在于所
有的离心步骤都是一分钟以内的短时间,从而大大提高了实验
速度;不用酚氯仿的有机溶剂处理,从而避免了导致实验失败
的一个重要影响因素。但这一方法仍有较大的缺点;其仍然需
要离心步骤;上清的吸取必须彻底,否则可能导致实验失败,
所以对操作的要求较高;由于吸附物质性质较为疏松,吸尽上
清时很容易吸走吸附物质而导致实验失败,因此有时需要反复
操作;核酸浓度太低时,解吸附的比率较低,所以有时仍需加
入tRNA等辅助核酸,以提高目标核酸的得率,有时会造成或大
或小的影响。
上述两种方法最大的缺点在于其需要多次离心,它极大地
限制了单位时间内可处理的样品数,而某些步骤需要的精心操
作,不仅限制了单位时间内可处理的样品数,增大了操作人员
的劳动强度,而且使得实验的稳定性受到威胁。
RNA抽提的方法还有采用去污剂与蛋白酶联合作用标本后,
经有机溶剂抽提,乙醇或异丙醇沉淀,75%乙醇洗涤最后得到纯
净的核酸。该方法不仅有与强力变性剂方法同样的缺点,比如
多次离心,操作精度要求较高;有时需加助沉淀剂;操作失败
而导致假阴性的可能性较高等等;而且该方法RNA的得率较低,
因为有可能标本中的RNA酶在被蛋白酶消化或抑制前有时间发
挥作用。
RNA抽提的简便方法还有去污剂与蛋白酶联合作用标本或
仅用去污剂作用标本,然后直接经100℃水浴煮沸后离心取上
清作为核酸制备物。但这一简便方法实际使用中发现其RNA酶
不完全失活而稳定性不高。
本发明的目的是研制一种试剂,用于核酸的抽提,从而取
得提高检测稳定性和提高检测效率的良好效果。
本发明研制出一种混合试剂,它们是50-90%浓度的乙醇和
1-10%(V/V)焦碳酸二乙酯(DEPC)的混合液。该混合液以(0.8-
1.2)∶(8-12)比例与血清或血浆或其它标本混合均匀,再经25-
40℃水浴1-12分钟后,在沸水浴中置放5-20分钟,再打开试管
盖置于55-70℃水浴10-30分钟即可发挥掉乙醇与DEPC及水份,
目的是适当浓缩样品,最后经12000-16000转/分高速离心,一般
5-15分钟即可,所得上清即可用于PCR或RT-PCR的核酸溶液。
上述混合液中,乙醇更为合适的浓度是70-85%(V/V),DEPC
更为合适的浓度是5-9%(V/V)。
应用该种溶液进行样品处理,可有效抑制临床标本中所含
RNA酶,其核酸溶液的质量应用于RT-PCR扩增的效果不差于
强烈变性剂处理-有机溶剂抽提-乙醇沉淀法所得的核酸,甚
至PCR检测的灵敏度更高,从而使弱酸阳性的标本检出率稳定
更高。利用该方法进行样品处理,操作的均一性较好,从而提
高了实验的稳定性,使由于操作引起的假阴性率大大降低。该
方法中离心只需一次,从而使单位时间内样品处理数得以提高,
为大批标本的处理提供了可能性,该方法中不引入tRNA等辅助
核酸,从而避免了对实验潜在的影响。该方法的操作时间比常
规处理的方法大大缩短,使得实验结果能更早得到,进一步体
现出PCR的优越性。该方法同样适用DNA的抽提,从而仅进行
一次处理,可同时进行DNA及RNA的检测,为多种并发的病例
的诊断提供了方便。
实施例1:
一、核酸制备:
配制90%乙醇、10%DEPC溶液,取5μl临床标本的50μl血
清或血浆中,混合均匀,置37℃水浴10分钟,然后转入100
℃沸水浴20分钟,打开离心管盖后置68℃水浴20分钟后以
15000转/分离心15分钟,上清液即为核酸溶液。
二、反应液配方:
10×逆转录缓冲液:Tris.cl 250mM pH8.20
(NH4)2SO4 200mM
明胶 1mg/ml
10×逆转录底物:HCV逆转录引物质:5μM
dATP dTTP dGTP dCTP各2mM
二硫苏糖醇DTT 10mM
Mncl2 20mM
耐热逆转录酶为复旦大学遗传所自己研制的FDTRT。
5×PCR缓冲液:Tris.cl 125mM pH8.20
Kcl 250mM
明胶 0.5mg/ml
Mgcl2 10mM
Formamide 25%
10×PCR底物:HCV扩增引物P3、P4各5μM
dATP dTTP dGTP dCTP各2mM
EGTA 6mM
耐热DNA聚合酶为复旦大学遗传所自己研制的Taq DNA
Polymerase。
引物P2、P3、P4由Applied Biosgstems公司的381A型DNA
合成仪合成PAGE纯化,其核苷酸顺序如下:
P2 5′-d(GGTGCACGGTCTACGAGACCT)-3′
P3 5′-d(CTGTGAGGAACTACTGTCTTTC)-3′
P4 5′-d(CCCTATCAGGCAGTACCACAA)-3′
三、反应过程
1、按下列顺序配制反应系统:加入灭菌的DEPC处理重蒸水14μl
至离心管,再加入2μl10×逆转录缓冲液,2μl10×逆转录底
物,耐热逆转录酶4u,2μl制备的核酸溶液,混合均匀后离心
片刻,加入液体石蜡30μl。
2、置65℃~68℃水浴3~20分钟后100℃沸水浴5分钟备
用。
3、按下述顺序配制反应系统:加入灭菌重蒸水12μl至离心管,
再加入4μl 5×PCR缓冲液2μl 10×PCR底物,耐热DNA聚合
酶1u,2μl上述沸水浴后的下层水相中的逆转录产物混合均匀
后离心片刻,加入液体石蜡30μl。
4、置91~94℃ 30秒。
5、按下述条件进行30~40次循环:
91℃~94℃ 20~30秒
55℃ 20~30秒
70℃~75℃ 20~30秒
6、循环后置70~75℃ 0~5分钟。
四、产物检测:
样品取下层水相101μl加2μl 50%蔗糖、溴酚蓝溶液,
2%Agarose TAE电泳缓冲液电泳。
五、结果及讨论:
经扩增后有257bpDNA片段为HCV阳性标本,无257bpDNA
片段者为HCV阴性标本。
本实验结果说明利用“快速核酸抽提液”获得的核酸溶液。
可以有效地应用于RT-PCR检测RNA样品。
实施例2:
一、核酸制备:
配制70%乙醇、5%DEPC溶液,取5μl加入临床标本的50μl
血清或血浆中,混合均匀,置30℃水浴1分钟,然后转入100
℃沸水浴5分钟,打开离心管盖后置60℃水浴10分钟后13000
转/分离心5分钟,上清液即为核酸溶液。
二、反应配方:
10×逆转录缓冲液:Tris.cl 250mM pH8.20
(NH4)2SO4 200mM
明胶 1mg/ml
10×逆转录底物:HCV逆转录引物质:5μM
dATP dTTP dGTP dCTP各2mM
DTT 10mM
Mncl2 20mM
耐热逆转录酶为复旦大学遗传所自己研制的FD TRT。
5×PCR缓冲液:Tris.cl 125mM pH8.20
Kcl 250mM
明胶 0.5mg/ml
Mgcl2 10mM
Formamide 25%
10×PCR底物:HCV扩增引物P3、P4各5μM
HBV扩增引物P5、P6各5μM
dATP dTTP dGTP dCTP各2mM
EGTA 6mM
耐热DNA聚合酶为复旦大学遗传所自己研制的Taq DNA
Polymerase。
引物P5 P6由Applied Biosgstems公司的381A型DNA合成仪
合成PAGE纯化,其核苷酸顺序如下:
P5 5′-d(CTCGGATCCTTGTGACTTCTTTCCTT)-3′
P6 5′-d(CGGAGGCGAGGGAGTTCTTCTTCT)-3′
三、反应过程:
1、按下述顺序配制反应系统:加入灭菌的DEPC处理重蒸水14μl
至离心管,再加入2μl10×逆转录缓冲液,2μl10×逆转录底
物,耐热逆转录酶4u,2μl制备的核酸溶液,混合均匀后离心片
刻,加入液体石蜡30μl。
2、置65℃~68℃水浴3~20分钟后100℃沸水浴5分钟备
用。
3、按下述顺序配制反应系统:加入灭菌重蒸水12μl至离心管,
再加入4μl5×PCR缓冲液,2μl10×PCR底物,耐热DNA聚合
酶1u,2μl上述沸水浴后的下层水相中的逆转录产物,混合均
匀后离心片刻,加入液体石蜡30μl。
4、置91℃~94℃ 30秒
5、按下述条件进行30~40次循环:
91℃~94℃ 20~30秒
55℃ 20~30秒
70℃~75℃ 20~30秒
6、循环后置70℃~75℃ 0~5分钟
四、产物检测
样品取下层水相10μl加2μl 50%蔗糖溴酚蓝溶液
2%Agarose TAE电泳缓冲液电泳
五、结果及讨论
经扩增后有257bp 441bp两条DNA片段者为HBV HCV皆阳
性标本,仅有257bp DNA片段者为HBV阴性,HCV阳性标本,
仅有441bp DNA片段者为HBV阳性HCV阴性标本,无257bp 441
bpDNA片段者为HBV、HCV皆阴性标本。
本实验说明利用“快速核酸抽提液”获得的核酸溶液,可
以有效地应用于RT-PCR或PCR同时检测DNA及RNA样品。