(4)10mg/mL溴化乙啶:稱取1g溴化乙啶,置於100mL燒杯中,加入80mL去離子水後攪拌溶解。將溶液定容至100mL後,轉移到棕色瓶中。室溫避光保存。
(5)DNA標準相對分子質量溶液(DNAMarker):DL2000Marker,含六條帶,片段大小分別為:2000bp、1000bp、750bp、500bp、250bp、100bp。
(6)6×上樣緩衝液:0.25%溴酚藍,0.25%二甲苯青FF,30%甘油。
溴酚藍25mg;二甲苯青FF25mg;甘油3mL;用6×TAE緩衝液定溶至10mL,分裝成1mL/管。——20℃保存。
(7)DNA樣品:羊基因組DNA的PCR產物。
(8)其他試劑:瓊脂糖。
2.器材
(1)電泳儀、電泳槽及灌膠模具。
(2)電爐或微波爐。
(3)微量移液器。
(4)紫外檢測儀或凝膠成像係統。
(5)燒杯、量筒、三角瓶等。
3.材料
製備DNA。
【實驗操作】
1.瓊脂糖凝膠板的製備
製備1%瓊脂糖凝膠:稱取1g瓊脂糖置於錐形瓶中,加入100mL1×TAE,瓶口倒扣小燒杯,置於微波爐中加熱煮沸至瓊脂糖充分溶解,搖勻;冷卻至60℃左右時,加入溴化乙錠至最終濃度為0.5μg/mL,充分混勻;倒入水平放置的製膠模中,厚度為2~3mm,插入梳子;室溫下靜置30~45min,讓凝膠溶液充分凝結;凝膠完全凝固後,將凝膠板放入電泳槽中;加入1×TAE電泳緩衝液,剛好沒過膠麵約1mm,小心取出梳子。
2.點樣
將DNA樣品和6×上樣緩衝液以5:1的體積比混合,用微量移液器將樣品混合液緩慢加至凝膠的加樣孔中。
3.電泳
一般電壓不超過5V/cm,電壓升高,瓊脂糖凝膠的有效分離範圍降低。樣品由負極向正極方向移動,當溴酚藍移動到距膠板前沿邊緣約2~3cm處時,停止電泳。
【結果處理】
1.觀察和拍照
當溴酚藍在凝膠中移出適當距離後(約半小時),切斷電流,取出凝膠。在紫外燈(254nm波長)下觀察染色後的凝膠,DNA區帶呈現橙紅色的熒光。用紫外檢測儀拍照,也可采用凝膠成像係統輸出照片。
2.DNA相對分子質量估算
根據照片,將樣品DNA的位置與標準DNA的位置相對照,估計樣品中DNA組分的相對分子質量。
【注意事項】
(1)溴化乙錠是致癌物,操作時要戴防護手套。
(2)在紫外燈下觀察結果,要放下防護罩,以免眼睛受紫外輻射損傷。也可用手提式紫外燈照射凝膠進行結果觀察,這樣安全些。
(3)製備凝膠板時,一定要等溶解後的瓊脂糖冷卻至60℃左右再倒入成形板上,以免該板受熱變形。
【思考題】
(1)如何根據DNA的相對分子質量不同選用不同的凝膠濃度?
(2)試分析DNA條帶信號模糊、弱、甚至缺失的原因。
(3)瓊脂糖凝膠電泳中DNA分子遷移率有哪些因素的影響?
實驗二十三:二苯胺顯色法測定DNA含量
【實驗目的】
(1)了解並具體掌握二苯胺顯色法測定DNA含量的原理和方法。
(2)掌握分光光度計的使用方法。
【實驗原理】
DNA主要集中在細胞核內,因此,通常選用細胞核含量比例大的生物組織作為提取製備DNA的材料。小牛胸腺組織中細胞核比例較大,因而DNA含量豐富,同時其脫氧核糖核酸酶(DNase)活性較低,製備過程中DNA被降解的可能性相對較低,所以是製備DNA的良好材料。但其來源較困難,脾髒較易獲得,也是實驗室製備DNA常用的材料。
脫氧核糖核酸中的2-脫氧核糖在酸性環境中與二苯胺試劑一起加熱產生藍色反應,在595nm處有最大光吸收。DNA在40~400g範圍內,光吸收與DNA的濃度成正比。在反應液中加入少量乙醛,可以提高反應靈敏度。除DNA外,脫氧木糖、阿拉伯糖也有同樣反應。其他多數糖類,包括核糖在內,一般無此反應。
【試劑與器材】
1.試劑
(1)200mg/mlDNA標準溶液。
(2)二苯胺試劑使用前稱取1g結晶二苯胺,溶於100mL分析純冰醋酸中,加60%過氯酸10mL混勻。臨用前加入1ml1.6%乙醛溶液。此溶劑應為無色。
2.器材
可見分光光度計、恒溫水浴鍋、分析天平。
【實驗操作】
1.標準曲線的製作
取12隻試管分成6組,按下麵操作。取2管的平均值,以DNA濃度為橫坐標,光密度為縱坐標,繪製標準曲線。
試管:0、1、2、3、4、5
標準DNA/mL:0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0
蒸餾水/mL:2、1.6、1.2、0.8、0.4、0
二苯胺試劑/mL:4、4、4、4、4、4
60℃恒溫水浴中保溫1h,冷卻,在595nm波長處比色
光密度值
2.樣品的測定
取待測樣品2mL,加入二苯胺溶液4mL,搖勻,60℃保溫1h,然後在595nm波長出測定光密度值。根據測得的光密度值,從標準曲線上查得相應的DNA的質量,按下式計算待測樣品的DNA的含量。
DNA(%)=待測樣品中測得的DNA質量(mg)待測樣品液中樣品的質量(mg)×100
【思考題】
(1)DNA含量測定的方法有哪些?各有何優缺點?
(2)簡述二苯胺法測DNA的基本原理。
實驗二十四:地衣酚顯色法測定RNA含量
【實驗目的】
(1)掌握二苯胺顯色法測定DNA含量的原理和方法。
(2)進一步熟悉分光光度計的使用方法。
【實驗原理】
RNA與濃鹽酸共熱時發生降解,產生的戊糖又可轉變為糠醛,在FeCl3或CuCl2催化下,糠醛與地衣酚(3,5-二羥基甲苯)反應形成綠色複合物,該產物在670nm處有最大吸收。
【試劑與器材】
1.試劑
(1)RNA標準液:稱取10mgRNA(需先定磷確定其純度)用少量水溶解(若不溶可用2mol/LNaOH溶液調至pH7.0),定容至100mL,濃度為100μg/mL。
(2)RNA樣品液:提取的RNA樣品。
(3)地衣酚試劑:取0.1g地衣酚溶於100mL濃鹽酸,再加入0.1gFeCl3·6H20。該溶液使用前新鮮配製。
2.器材
恒溫水浴,分光光度計。
【實驗操作】
1.標準曲線的繪製
取幹燥試管6支,編號,按下麵所示加入試劑。
試管號:0、1、2、3、4、5
RNA標準溶液/mL:0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5
蒸餾水/mL:1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5
地衣酚試劑/mL:3.0、3.0、3.0、3.0、3.0、3.0
A670
加樣完畢後混勻,於沸水浴中加熱20min,取出置自來水中冷卻,以零號管為對照,670nm處測吸光度。以吸光度為縱坐標,RNA濃度為橫坐標,繪製標準曲線。
2.樣品測定
取試管3支,兩支為樣品管,一支為空白管,在樣品管中加入1.0mL樣品液,再加3.0mL地衣酚試劑,混勻,置沸水浴中加熱20min,取出冷卻。空白管操作與標準曲線製作中零號管相同。以空白管調零點,於670nm處測吸光度,根據吸光度值從標準曲線上查出相應的RNA含量。
【結果分析】
(1)地衣酚反應特異性較差,凡戊糖均有此反應,DNA及其他雜質也有影響。故一般測定RNA時,可先測定樣品中DNA含量,再算出RNA含量。
(2)本法較靈敏。樣品中蛋白質含量高時,應先用5%三氯醋酸溶液將蛋白質沉澱後再測定,否則將發生幹擾。
實驗二十五:定磷法測定核酸含量
【實驗目的】
掌握定磷法測定核酸含量的原理和方法。
【實驗原理】
Fiske-Subbarow定磷法是一經典的但至今仍被經常采用的方法,它具有靈敏、簡便的特點。核酸分子結構中含有一定比例的磷(RNA含磷量為8.5%~9.0%,DNA含磷量約為9.2%),測定其含磷量即可求出核酸的量,這就是定磷法的理論依據。核酸分子中的有機磷經強酸消化後形成無機磷,在酸性條件下,與鉬酸鹽(常用鉬酸銨或鉬酸鈉)反應生成磷鉬酸鹽絡合物。用還原劑處理,磷鉬酸鹽絡合物被還原生成鉬藍,在660nm處有最大吸收峰。在一定濃度範圍內,顏色的深淺與磷含量成正比關係。因此可以用分光光度法進行磷的定量測定。其反應為:
(NH4)2MoO4+H2SO4→H2MoO4+(NH4)2SO4
H3PO4+12H2MoO4→H3P(Mo3O10)4+12H2O
H3P(Mo3O10)4→Mo2O3MoO3
生物有機磷材料中有時含有無機磷雜質,故用定磷法來測定該有機磷物質的量時,必須分別測定該樣品的總磷量,即樣品經過消化以後所測得的含磷量,以及該樣品的無機磷含量,即樣品未經消化直接測得的含磷量。將總磷量減去無機磷才是該有機磷物質的含磷量。
【試劑與器材】
1.試劑
(1)標準磷溶液:將磷酸二氫鉀於110℃烘至恒重,準確稱取0.8775g溶於少量蒸餾水中,轉移至500mL容量瓶中,加入5mL5mol/L硫酸溶液及氯仿數滴,用蒸餾水稀釋至刻度。此溶液每1mL含磷400μg,臨用時準確稀釋20倍(20μg/mL)。
(2)定磷試劑
①17%硫酸:17mL濃硫酸(相對密度l84)緩緩加入到83mL水中。
②2.5%鉬酸銨溶液:2.5g鉬酸銨溶於100mL水。
③10%抗壞血酸溶液:10g抗壞血酸溶於100mL水,並貯存於棕色瓶中,溶液呈淡黃色尚可使用,呈深黃甚至棕色即失效。
臨用時將上述三種溶液與水按如下比例混合:
溶液①:溶液②:溶液③:水=1:1:1:2(V:V)
(3)5%氨水。
(4)27%硫酸。
2.器材
恒溫水浴,721分光光度計。
【實驗操作】
1.磷標準曲線的繪製
取試管7支,0~6依次編號。按下麵加入各試劑。注意每加好一種試劑後應立即搖勻。
管號名稱:0、1、2、3、4、5、6
標準磷溶液/mL:0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0
6mol/L硫酸/mL:0.5、0.5、0.5、0.5、0.5、0.5、0.5
25g/L鉬酸銨/mL:0.5、0.5、0.5、0.5、0.5、0.5、0.5
還原劑/mL:0.1、0.1、0.1、0.1、0.1、0.1、0.1
蒸餾水/mL:3.9、3.4、2.9、2.4、1.9、1.4、0.9
各反應液加畢後,於30℃保溫20min,置分光光度計中在波長660nm比色,測光吸收值。以磷含量為橫坐標,光吸收值為縱坐標作圖,即得定磷標準曲線。
2.總磷量的測定
取30毫升凱氏燒瓶2隻,Ⅰ、Ⅱ依次編號。Ⅰ號瓶為空白對照,加入蒸餾水1.0mL用刻度吸管準確吸取核糖核酸樣液1.0mL,置於Ⅱ號凱氏燒瓶內。兩瓶分別加入6mol/L硫酸1.0mL置消化架用小火加熱消化,待溶液呈褐色,稍加冷卻,加入2mol/L硝酸2滴,再繼續加熱,直至逸出白色煙霧,溶液無色透明,表示消化完成時為止。待凱氏燒瓶冷卻後,分別加入1.0mL蒸餾水,置沸水浴蒸煮5min,使焦磷酸分解。凱氏燒瓶從沸水浴中取出,待其冷卻,將Ⅰ和Ⅱ號瓶內的消化液分別移入兩隻10mL容量瓶中,用少量蒸餾水洗滌凱氏燒瓶兩次,並將洗滌液一並倒入容量瓶內,再各加蒸餾水稀釋至刻度。
取試管3支,按7~9依次編號,7號管為空白對照。
準確吸取空白對照液1.0mL,置於7號管內,再分別準確吸取Ⅱ號瓶經過消化的核糖核酸樣液1.0mL,置於8、9號管內,以下操作與磷標準曲線繪製相同。測出光密度,即可由繪製的標準曲線查得核糖核酸經消化稀釋後的總磷量。
3.無機磷的測定
取試管3支,按10~12依次編號,10號管為空白對照。用刻度吸管分別準確吸取未經消化的核糖核酸液1.0mL,作為無機磷測定樣液,置於11、12號管內,空白管以蒸餾水代替RNA液,以下操作與磷標準曲線繪製相同。測出光密度,即可由繪製的標準曲線查得無機磷含量。若溶液渾濁,影響測定光密度,可在加入試劑搖勻後,進行過濾或置離心機3000r/min離心15min,取其上清液再測定。
4.有機磷的測定
按上述方法分別測得總磷和無機磷的光密度,自總磷的光密度扣除無機磷的光密度,即為消化稀釋後樣液有機磷的光密度。
有機磷A660(%)=總磷A660無機磷A66010×100
再由磷標準曲線查得有機磷含量。
【結果分析】
計算樣品中核酸的含量:
核酸(%)=
有機磷含量(μg)測定時取樣體積(mL)
×稀釋倍數×11
樣品質量(μg)
×100
【思考題】
(1)采用定磷法測定樣品的核酸含量,有何優點及缺點?
(2)若樣品中含有核苷酸類雜質,應如何校正?