CN113717970A - 一种粪便基因组提取试剂盒及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的粪便基因组提取试剂盒,包括裂解液、第一洗涤液、第二洗涤液和洗脱液,其中,所述裂解液包括盐酸胍、尿素、乙酸铵及曲拉通X‑100,上述粪便基因组提取试剂盒在使用过程中无需对粪便样本进行预处理,减少提取时间,提取过程中未使用有毒试剂,操作安全,可高效提取基因组DNA,提取产物可用于下游进一步实验。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域,具体涉及一种粪便基因组提取试剂盒及其使用方法。
背景技术
结直肠癌属于全球最常见的恶性肿瘤疾病,在我国其发病率和死亡率均位列第5位且呈持续增高趋势。由于早期症状不明显,临床上多数患者就诊时已处于中、晚期,未能及时接受积极治疗而降低生存率。因此对结直肠癌进行早期的初筛普查尤为重要。
结直肠癌的发生过程是良性肿瘤不断向恶性肿瘤进展演变,是遗传学变化和表观遗传学改变不断积累的结果。表观遗传学包括DNA甲基化、基因组印记、RNA编辑等。其中DNA甲基化是表观遗传学最重要的修饰方式,且已被证实在结直肠癌的发生、进展及侵袭转移中发挥一定的作用。检测基因异常甲基化,对结直肠癌的筛查诊断、判断复发转移和选择治疗方案等方面都具有重要意义。
DNA甲基化检测的前提是获取人基因组信息。目前可通过血液和粪便两种途径获得人的基因,但癌细胞直接脱落进入粪便比直接进入血液早,所以从粪便样本中提取脱落细胞的DNA能更早地进行甲基化检测,从而更早的进行结直肠癌的筛查。
但目前的粪便基因组提取试剂盒存在提取效率不高、产量低、操作不安全卫生等缺陷。
发明内容
鉴于此,有必要针对现有技术存在的缺陷提供一种快速、可靠、安全的粪便基因组提取试剂盒及其使用方法。
为解决上述问题,本发明采用下述技术方案:
本申请提供了一种粪便基因组提取试剂盒,包括:裂解液、第一洗涤液、第二洗涤液和洗脱液;其中,所述裂解液包括盐酸胍、尿素、乙酸铵及曲拉通X-100,所述裂解液中盐酸胍的浓度为4~5mol/L,尿素的浓度为50~100mmol/L,乙酸铵的浓度为30~50mmol/L、曲拉通X-100的浓度为1%~10%(v/v)。
在其中一些实施例中,所述第一洗涤液包括以下原料:盐酸胍、三羟甲基氨基甲烷、乙二胺四乙酸、盐酸和异丙醇。
在其中一些实施例中,所述第一洗涤液中盐酸胍的浓度为3~6mol/L、三羟甲基氨基甲烷的浓度为15~25mmol/L、乙二胺四乙酸的浓度为2~3mmol/L、盐酸的体积浓度为0.1%~0.2%、异丙醇的体积浓度为20%~30%。
在其中一些实施例中,所述第二洗涤液包括以下原料:乙酸钠、乙酸铵和冰乙酸。
在其中一些实施例中,所述第二洗涤液中乙酸钠浓度为150~200mmol/L,所述乙酸铵的浓度为200~300mmol/L、冰乙酸的体积浓度为1%~2%,所述乙醇的体积浓度为5-10%。
在其中一些实施例中,所述洗脱液包括三羟甲基氨基甲烷和乙二胺四乙酸。
在其中一些实施例中,所述洗脱液中三羟甲基氨基甲烷的浓度5~15mmol/L、乙二胺四乙酸的浓度为1~2mmol/L。
另外,本申请还提供了一种所述的粪便基因组提取试剂盒的使用方法,包括下述步骤:
在粪便样本中加入所述裂解液、乙醇和蛋白酶K溶液,并置于离心管中混合均匀后得到第一混合液;
将所述第一混合液置于金属浴中孵育后进行离心处理,收集上清液;
在所述上清液中加入异丙醇混合均匀后静置,得到第二混合液;
将所述第二混合液转移至DNA制备管中离心,弃滤液;
将所述DNA制备管置回到所述离心管中然后加入所述第一洗涤液后离心并弃滤液;
将所述DNA制备管置回到所述离心管中然后加入所述第二洗涤液后离心并弃滤液;
将所述DNA制备管晾干后加入所述洗脱液以洗脱核酸,离心收集上清液并保存。
在其中一些实施例中,在将所述DNA制备管晾干后加入所述洗脱液以洗脱核酸,离心收集上清液并保存的步骤中,所述上清液于-18~-22℃下保存。
本申请采用上述技术方案具备下述效果:
本申请提供的粪便基因组提取试剂盒,包括裂解液、第一洗涤液、第二洗涤液和洗脱液,其中,所述裂解液包括盐酸胍、尿素、乙酸铵及曲拉通X-100,上述粪便基因组提取试剂盒在使用过程中无需对粪便样本进行预处理,减少提取时间,提取过程中未使用有毒试剂,操作安全,可高效提取基因组DNA,提取产物可用于下游进一步实验。
此外,本申请提供的粪便基因组提取试剂盒,由于裂解液中含有盐酸胍和尿素,可使天然蛋白转变为复合物导致蛋白质完全变性,且对氨基酸具有增溶作用,浓度高时可破坏水的氢键结构,成为非极性残基的较好溶剂,因此可达到较好裂解效果;第二洗涤液中包括的乙酸铵、乙酸钠均有利于溶解残留蛋白;洗脱液中加入乙二胺四乙酸可去除干扰离子影响,从而更稳定溶解核酸。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的粪便基因组提取试剂盒的使用方法的步骤流程图。
图2为本申请实施例1及实施例2所提样本中β-actin基因扩增曲线图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。
本申请提供的粪便基因组提取试剂盒,包括:裂解液、第一洗涤液、第二洗涤液和洗脱液;其中,所述裂解液包括盐酸胍、尿素、乙酸铵及曲拉通X-100,所述裂解液中盐酸胍的浓度为4~5mol/L,尿素的浓度为50~100mmol/L,乙酸铵的浓度为30~50mmol/L、曲拉通X-100的浓度为1%~10%(v/v)。
可以理解,由于裂解液中含有盐酸胍和尿素,可使天然蛋白转变为复合物导致蛋白质完全变性,且对氨基酸具有增溶作用,浓度高时可破坏水的氢键结构,成为非极性残基的较好溶剂,因此可达到较好裂解效果。
在其中一些实施例中,所述裂解液中盐酸胍的浓度为4~5mol/L,尿素的浓度为50~100mmol/L,乙酸铵的浓度为30~50mmol/L、曲拉通X-100的浓度为1%~10%(v/v)。
在其中一些实施例中,所述第一洗涤液包括以下原料:盐酸胍、三羟甲基氨基甲烷、乙二胺四乙酸、盐酸和异丙醇。
进一步地,所述第一洗涤液中盐酸胍的浓度为3~6mol/L、三羟甲基氨基甲烷的浓度为15~25mmol/L、乙二胺四乙酸的浓度为2~3mmol/L、盐酸的体积浓度为0.1%~0.2%、异丙醇的体积浓度为20%~30%。
在其中一些实施例中,所述第二洗涤液包括以下原料:乙酸钠、乙酸铵和冰乙酸。
进一步地,所述第二洗涤液中乙酸钠浓度为150~200mmol/L,所述乙酸铵的浓度为200~300mmol/L、冰乙酸的体积浓度为1%~2%,所述乙醇的体积浓度为5-10%。
可以理解,由于第二洗涤液中包括的乙酸铵、乙酸钠均有利于溶解残留蛋白。
在其中一些实施例中,所述洗脱液包括三羟甲基氨基甲烷和乙二胺四乙酸。
进一步地,所述洗脱液中三羟甲基氨基甲烷的浓度5~15mmol/L、乙二胺四乙酸的浓度为1~2mmol/L。
可以理解,由于洗脱液中加入了乙二胺四乙酸可去除干扰离子影响,从而更稳定溶解核酸。
请参阅图1,本申请还提供了一种所述的粪便基因组提取试剂盒的使用方法,包括下述步骤:
步骤S110:在粪便样本中加入所述裂解液、乙醇和蛋白酶K溶液,并置于离心管中混合均匀后得到第一混合液。
具体地,提供新鲜的粪便样本,每200mg或200μL保存好的粪便样本中加入600μL的裂解液、20μL的蛋白酶K溶液并混合均匀。
可以理解,上述粪便样本即可以是固体粪便也可以是保存好的液体样本,如取样后未能立即提取也可先保存样品后进行提取。
步骤S120:将所述第一混合液置于金属浴中孵育后进行离心处理,收集上清液。
具体地,将所述第一混合液置于85℃金属浴中裂解15min,裂解后的溶液12000×g离心1min收集上清液于干净的1.5ml离心管中。
步骤S130:在所述上清液中加入异丙醇混合均匀后静置。
具体地,向收集到的上清液中加入0.5倍体积的异丙醇并混合均匀,静置10分钟,得到第二混合液。
步骤S140:将所述第二混合液转移至DNA制备管中离心,弃滤液。
具体地,将第二混合液转移至DNA制备管中6000×g离心1min并弃滤液。
步骤S150:将所述DNA制备管置回到所述离心管中然后加入所述第一洗涤液后离心并弃滤液。
具体地,将所述DNA制备管置回到所述离心管中,加入500μL第一洗涤液,12000×g离心1min。
步骤S160:将所述DNA制备管置回到所述离心管中然后加入所述第二洗涤液后离心并弃滤液。
具体地,将所述DNA制备管置回到所述离心管中后加入700μL第二洗涤液12000×g离心1min,弃滤液后重复一次。
步骤S170:将所述DNA制备管晾干后加入所述洗脱液以洗脱核酸,离心收集上清液并保存。
具体地,将晾干后的DNA制备管置于另一干净的1.5ml离心管中,在制备管膜中央加入100μL洗脱液,室温静置2min,12000×g离心2min洗脱DNA,收集上清液并保存。
在其中一些实施例中,在将所述DNA制备管晾干后加入所述洗脱液以洗脱核酸,离心收集上清液并保存的步骤中,所述上清液于-18~-22℃下保存。
上述粪便基因组提取试剂盒在使用过程中无需对粪便样本进行预处理,减少提取时间,提取过程中未使用有毒试剂,操作安全,可高效提取基因组DNA,提取产物可用于下游进一步实验。
以下结合具体实施例对本申请的技术方案进行详细描述。
实施例1
本申请实施例1提供了一种提取粪便中基因组DNA的试剂盒,包括裂解液、漂洗液1、漂洗液2和洗脱液。
其中,裂解液包括以下原料:盐酸胍、尿素、乙酸钠、曲拉通X-100;裂解液中盐酸胍的浓度为4.5mol/L,尿素的浓度为75mmol/L,乙酸铵的浓度为45mmol/L,曲拉通X-100的浓度为6.25%(v/v)。
第一洗涤液中盐酸胍的浓度4mol/L、三羟甲基氨基甲烷的浓度为20mmol/L、乙二胺四乙酸的浓度为2.5mmol/L、盐酸的体积浓度为0.15%、异丙醇的体积浓度为25%;
第二洗涤液中乙酸钠浓度为180mmol/L、乙酸铵的浓度为250mmol/L,冰乙酸的体积浓度为1.5%;
洗脱液中三羟甲基氨基甲烷的浓度10mmol/L、乙二胺四乙酸的浓度为1.5mmol/L;洗脱液的pH为8。
使用实施例中的试剂盒提取人体粪便样本3份,按如下步骤操作:
(1)分别收集3份大约200μL保存好的粪便样本,向粪便样本中加入600μL裂解液重悬混匀,加入20μL蛋白酶K溶液混匀;
(2)将混合液置于85℃金属浴中裂解15min;
(3)将裂解后的溶液12000×g离心1min收集上清液于一干净的1.5ml离心管中;
(4)向收集到的上清液中加入0.5倍体积的异丙醇并混合均匀,静置10分钟;
(5)将上述混合液转移至DNA制备管中6000×g离心1min并1弃滤液;
(6)将制备管置回到原来的离心管中,加入500μL第一洗涤液,12000×g离心1min;
(7)将制备管置回到原来的离心管中后加入700μL第二洗涤液12000×g离心1min,弃滤液后重复一次;
(8)将晾干后的DNA制备管置于另一干净的1.5ml离心管中,在制备管膜中央加入100μL洗脱液,室温静置2min,12000×g离心2min洗脱DNA,收集洗脱液并保存。
提取完成后对DNA进行定量和纯度检测。各取2μL样本,以上述所用洗脱液为空白,使用Quawell超微量分光光度计Q3000测定样本A260、A280的值并利用比值评估核酸的纯度。
实施例2
分别取3份保存好的粪便样本各200μL,使用普通市售粪便基因组提取试剂盒对其进行提取,提取完成后对DNA进行定量和纯度检测。各取2μL样本,以上述所用洗脱液为空白,使用Quawell超微量分光光度计Q3000测定样本A260、A280的值并利用比值评估核酸的纯度。
对于上述实施例1和实施例2中提取的粪便基因组DNA用实时荧光定量PCR检测β-actin基因,Ct值结果如下表。
表1-本发明试剂盒提取不同粪便样本中DNA的浓度及PCR检测Ct值
从表1中可知,实施例1中提取到的DNA浓度和纯度都较高,表中C(ng/μL)表示所提取的DNA浓度,260nm和280nm分别代表了核酸和蛋白质有机物的吸光度值,260/280的比值表示了蛋白质等有机物的污染程度,高质量的样品260/280的比值应在1.8-2.0之间。样本1-3均为使用上述方法所提取,可以看出3份样本的260/280比值均在1.8至2.0的范围内,说明样本中无蛋白质等物质污染,使用200μL粪便保存样本提取的DNA浓度均高于120ng/μL。而实施例2中提取的DNA浓度及纯度都低于实施例1中的结果。从荧光定量PCR的结果来看(附图2)实施例1提取样本β-actin基因扩增的Ct值比实施例2中提取样本的Ct值要低3-4,Ct值越大说明靶DNA的含量越低,说明本试剂盒能有效地提取到粪便中的基因组DNA,提取的量可供下一步实验使用。
实施例3-6
实施例3-6与实施例1的不同之处在于裂解液中盐酸胍浓度不同,具体如表2所示
表2 实施例3-6裂解液中盐酸胍浓度
分别取2份保存好的粪便样本各200μL,使用本发明中试剂盒对其进行提取,除裂解液中盐酸胍浓度不同外其余均同实施例1,提取完成后对DNA进行定量和纯度检测。各取2μL样本,以上述所用洗脱液为空白,使用Quawell超微量分光光度计Q3000测定样本A260、A280的值并利用比值评估核酸的纯度。结果如表3所示。
表3 实施例3-6提取样本结果
从表3中可知实施例3-6中提取的粪便样本结果,提取样本核酸浓度均在100ng/μL以上,A260/280均在1.80以上,样本中无蛋白质等物质污染。其中实施例4、5中提取的核酸浓度和实施例3、5相比均要高,实施例3-6中提取样本纯度之间并无明显差异。以上结果说明本试剂盒裂解液中盐酸胍浓度在4-5mol/L裂解效果较好,提取的核酸可供下一步实验使用。
以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种粪便基因组提取试剂盒,其特征在于,包括:裂解液、第一洗涤液、第二洗涤液和洗脱液;其中,所述裂解液包括盐酸胍、尿素、乙酸铵及曲拉通X-100,所述裂解液中盐酸胍的浓度为4~5mol/L,尿素的浓度为50~100mmol/L,乙酸铵的浓度为30~50mmol/L、曲拉通X-100的浓度为1%~10%(v/v)。
2.根据权利要求1所述的粪便基因组提取试剂盒,其特征在于,所述第一洗涤液包括以下原料:盐酸胍、三羟甲基氨基甲烷、乙二胺四乙酸、盐酸和异丙醇。
3.根据权利要求2所述的粪便基因组提取试剂盒,其特征在于,所述第一洗涤液中盐酸胍的浓度为3~6mol/L、三羟甲基氨基甲烷的浓度为15~25mmol/L、乙二胺四乙酸的浓度为2~3mmol/L、盐酸的体积浓度为0.1%~0.2%、异丙醇的体积浓度为20%~30%。
4.根据权利要求1所述的粪便基因组提取试剂盒,其特征在于,所述第二洗涤液包括以下原料:乙酸钠、乙酸铵和冰乙酸。
5.根据权利要求4所述的粪便基因组提取试剂盒,其特征在于,所述第二洗涤液中乙酸钠浓度为150~200mmol/L,所述乙酸铵的浓度为200~300mmol/L、冰乙酸的体积浓度为1%~2%,所述乙醇的体积浓度为5-10%。
6.根据权利要求1所述的粪便基因组提取试剂盒,其特征在于,所述洗脱液包括三羟甲基氨基甲烷和乙二胺四乙酸。
7.根据权利要求1所述的粪便基因组提取试剂盒,其特征在于,所述洗脱液中三羟甲基氨基甲烷的浓度5~15mmol/L、乙二胺四乙酸的浓度为1~2mmol/L。
8.一种根据权利要求1所述的粪便基因组提取试剂盒的使用方法,其特征在于,包括下述步骤:
在粪便样本中加入所述裂解液、乙醇和蛋白酶K溶液,并置于离心管中混合均匀后得到第一混合液;
将所述第一混合液置于金属浴中孵育后进行离心处理,收集上清液;
在所述上清液中加入异丙醇混合均匀后静置,得到第二混合液;
将所述第二混合液转移至DNA制备管中离心,弃滤液;
将所述DNA制备管置回到所述离心管中然后加入所述第一洗涤液后离心并弃滤液;
将所述DNA制备管置回到所述离心管中然后加入所述第二洗涤液后离心并弃滤液;
将所述DNA制备管晾干后加入所述洗脱液以洗脱核酸,离心收集上清液并保存。
9.根据权利要求8所述的粪便基因组提取试剂盒的应用方法,其特征在于,在将所述DNA制备管晾干后加入所述洗脱液以洗脱核酸,离心收集上清液并保存的步骤中,所述上清液于-18~-22℃下保存。
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