CN113980955A - 一种基于纳米磁微球的超微量全自动提取血清游离dna的试剂盒及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于纳米磁微球的超微量全自动提取血清游离DNA的试剂盒及方法,主要包括纳米磁微球、裂解结合处理液、蛋白酶K、洗涤液、漂洗液和洗脱液。通过改变裂解结合处理液的成分,添加TMACL能够降低长DNA的污染;采用优化的纳米磁微球,提高了超微量cfDNA与磁微球的结合概率,保证了提取效率;充分的三次漂洗,确保了磁微球中所获得的cfDNA的高纯度。本发明配合全自动核酸提取仪或工作站可实现超微量、高通量、自动化的高效率cfDNA提取。
Description
技术领域
本发明属于分子生物学领域,具体涉及一种基于纳米磁微球的超微量全自动提取血清游离DNA的试剂盒及方法。
背景技术
循环游离DNA(Circulating free DNA or Cell free DNA,简称cfDNA)是释放到血液中的降解的DNA片段。 cfDNA存在于人体的各种体液中,随组织损伤、癌症和炎症反应等发生浓度变化。母亲和胎儿-胎盘单位都会产生cfDNA,正常人体的cfDNA主要通过细胞凋亡过程中产生的小而均匀的185~200 bp小片段DNA,而肿瘤坏死的组织细胞由于非正常的凋亡过程,导致产生大小不同且大于200 bp的大片段DNA。自1947年首次报道了外周血中存在cfDNA,现在已经被用于各种癌症的化疗效果检测、产科中检测胎儿的染色体异常、评估Rh不相容、移植器官的排斥反应和用于癌症的甲基化早筛等领域。
磁珠法提取核酸是近几年才发展起来的新的核酸提取方法,因其操作简单,不需要反复离心或负压,可以适配高通量自动核酸提取仪器等优势,越来越得到广泛应用,符合当下试剂盒发展的趋势。但是该方法大多依据现有核酸提取纯化步骤进行操作,对起始生物样本的需求量大,提取效果一般,特别是对于cfDNA的提取任然存在诸多缺陷,具体如下:
(1)cfDNA来源于细胞凋亡后的释放,在血液中含量极低(含量为10-200ng/mL),因此目前现有大部分cfDNA提取试剂盒面临着提取所需血清样本量大的问题,且提取量低,达不到后续检测要求。
(2)cfDNA极易被污染,很容易造成细胞基因组和其他有机成分的污染,从而导致后期结果不准确或者检测为假阴性。目前很多试剂盒的提取质量高低不一,严重影响了后续的检测,提取稳定性低。
(3)市面上大部分cfDNA提取试剂盒虽然是磁珠提取法,但是因为初始样本量的问题,多是手动操作,不能实现超微量自动化提取,严重的限制了临床大规模检测,提取效率低。
因此有必要开发一种基于纳米磁微球的cfDNA提取试剂盒和方法,可以配合核酸提取仪和工作站实现超微量、高通量、自动化的高效率提取。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于纳米磁微球超微量全自动提取血清游离DNA的试剂盒及方法,解决现有技术核酸提取过程中遇到的样本需求量大、cfDNA提取效率差、易污染等问题。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种基于纳米磁微球的超微量全自动提取血清游离DNA的试剂盒,主要包括纳米磁微球、裂解结合处理液、蛋白酶K、洗涤液和漂洗液,其中纳米磁微球为纳米硅基磁珠;裂解结合处理液包括处理液I和处理液II,处理液I包括 Tris-HCL、SDS、EDTA、Tween-20、B-巯基乙醇、TMACL,处理液II包括异丙醇;洗涤液包括Tris-HCL、EDTA、KCL、异丙醇;漂洗液包括Tris-HCL、无水乙醇和水;洗脱液为Elution溶液。
进一步地,纳米磁微球为核壳结构,包括Fe3O4纳米颗粒内核,SiO2和-COOH外壳层,粒径为80-300nm,饱和磁化强度为46.0~80.0emu/g,终浓度为100mg/ML。
进一步地,处理液I中Tris-HCL的浓度为100Mm、SDS的浓度为4-6Mm、EDTA的浓度为10Mm、Tween-20的浓度为2.5%体积分数、β-巯基乙醇的浓度为0.5%质量分数、TMACL的浓度为2.5M、处理液I的PH为7.4。
进一步地,处理液II中异丙醇的浓度为99.9%-100%体积分数。
进一步地,洗涤液中Tris-HCL的浓度为10Mm 、EDTA的浓度为10Mm、KCL的浓度为0.15-0.2M、异丙醇的体积分数为70%。
进一步地,漂洗液中Tris-HCL的浓度为100mM 、无水乙醇的浓度为75%体积分数。
一种基于纳米磁微球的超微量全自动提取血清游离DNA的方法,包括以下步骤:
(1)取400ul的血清样本保存液加入到全自动核酸提取仪提取板1号孔中,并向其中加入处理液I400uL,磁微球100UL,处理液II600ul,设定程序1号孔的震动频率为中等,时间为5min,停留时间为10min;
(2)向全自动核酸提取仪提取板2号孔中加入500UL洗涤液,设定程序震动频率为慢,时间为30s;
(3)向全自动核酸提取仪提取板3号孔和4号孔中分别加入500ul的漂洗液,设定震动频率为慢,时间为30s;
(4)向全自动核酸提取仪提取板9号孔加入50ul的洗脱液,设定程序震动频率为慢,时间60s,温度为60℃;
(5)向全自动核酸提取仪提取板1号孔中移动磁珠,程序为震动频率为慢,吸磁时间为30s。
(6)将加好液体的提取板放置到全自动核酸提取仪中,设定程序参考上述步骤,电击程序“开始”,并在程序结束后,用移液枪吸出9号孔的液体,该液体即为样本DNA提取液。
本发明通过改变处理液的成分,添加TMACL能够降低长DNA的污染,能够从而获得良好的处理液I,第一步的血清样本处理充分后,才能保证后续的提取;第二步处理过程中采用优化的纳米磁微球,提高了极低量的cfDNA与磁微球的结合概率,从而保证了提取效率;第三步在磁微球的清洗过程中,充分的三次漂洗,确保了磁微球中所获得的cfDNA的高纯度。本发明配合全自动核酸提取仪或工作站可实现超微量、高通量、自动化的高效率cfDNA提取。
附图说明
图1不同品牌和本发明试剂盒扩增曲线,注:A为市售品牌1, B为市售品牌2,C为本产品。
具体实施方式
本发明提供了一种基于纳米磁微球的超微量全自动提取血清游离DNA的试剂盒及方法,本领域技术人员可以借鉴本文内容进行适当的工艺参数改造,也可以进行手工提取,来达到应用本发明的目的。下面结合具体的实施对本发明进一步进行说明。
实施例1
试剂盒组成:
本实施例所用试剂盒包括纳米磁微球、裂解结合处理液、蛋白酶K、洗涤液和漂洗液,纳米磁微球粒径为80-300nm,饱和磁化强度为46.0~80.0emu/g,终浓度为100mg/ML。。
裂解结合处理液包括处理液I和处理液II。
处理液I中Tris-HCL的浓度为100Mm、SDS的浓度为4-6Mm、EDTA的浓度为10Mm、Tween-20的浓度为2.5%体积分数、β-巯基乙醇的浓度为0.5%质量分数、TMACL的浓度为2.5M、PH为7.4。
处理液II中异丙醇的浓度为99.9%-100%体积分数。
洗涤液中Tris-HCL的浓度为10Mm 、 EDTA的浓度为10Mm、KCL的浓度为0.15-0.2M、异丙醇的体积分数为70%。
漂洗液中Tris-HCL的浓度为100mM 、无水乙醇的浓度为75%体积分数。
实施例2
采用实施例1的试剂盒从正常人外周血分离出的血清样本中提取可能存在的游离DNA,以此来验证上述试剂盒的提取游离DNA的效果。
实验材料与仪器:样本采用正常人外周血血清1例,仪器采用杭州奥盛仪器有限公司 Auto-Pure系列全自动核酸提取仪20A。
采用市售的两种品牌的试剂盒做对照,使用仪器提取的情况下,根据仪器使用说明,具体操作如下:
(1)取400ul的血清样本保存液加入到全自动核酸提取仪提取板1号孔中,并向其中加入处理液I400uL,磁微球100UL,处理液II600ul,设定程序1号孔的震动频率为中等,时间为5min,停留时间为10min;
(2)向全自动核酸提取仪提取板2号孔中加入500UL洗涤液,设定程序震动频率为慢,时间为30s;
(3)向全自动核酸提取仪提取板3号孔和4号孔中分别加入500ul的漂洗液,设定震动频率为慢,时间为30s;
(4)向全自动核酸提取仪提取板9号孔加入50ul的洗脱液,设定程序震动频率为慢,时间60s,温度为60℃;
(5)向全自动核酸提取仪提取板1号孔中移动磁珠,程序为震动频率为慢,吸磁时间为30s。
(6)将加好液体的提取板放置到全自动核酸提取仪中,设定程序参考上述步骤,电击程序“开始”,并在程序结束后,用移液枪吸出9号孔的液体,该液体即为样本DNA提取液。
实施例3
将提取的样本cfDNA吸取出来并用超微量分光光度计进行测量,实验结果如表1所示,与市面上某些品牌的试剂盒提取的核酸相比,本发明提取的核酸质量高,纯度好,为保证下游的检测提供了良好的基础。
实施例4
将提取的样本cfDNA,采用YEASEN的Hieff UNICON® Universal Blue qPCR SYBRGreen Master Mix的试剂进行GAPDH的QPCR实验。GAPDH引物为:F:GGTGTGAACCATGAGAAGTATGA R: GAGTCCTTCCACGATACCAAAG
按照说明书进行体系操作:
Hieff UNICON Univeral Blue Qpcr SYBR Green Master Mix | 5 μL |
Forward and reverse primers(各10Um) | 0.4/0.4 μL |
Template DNA | 1 μL |
RNase Free ddH2O | Up to 10 μL |
2.反应条件
结果如表2和图1所示,从实验结果可以看出,本发明的试剂盒与其他两款试剂盒相比,本发明提取的DNA相比其他试剂盒提取量高。
表1 不同品牌和本发明试剂盒提取的核酸测量结果
试剂盒品牌 | 样本用量 | OD260/280 | 浓度(ng/uL) |
市售品牌1 | 400uL | 1.81 | 8.5 |
市售品牌2 | 400uL | 1.75 | 10.2 |
本产品 | 400uL | 1.83 | 16.8 |
表2 不同品牌和本发明试剂盒扩增Ct值
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1. 一种基于纳米磁微球的超微量全自动提取血清游离DNA的试剂盒,主要包括纳米磁微球、裂解结合处理液、蛋白酶K、洗涤液、漂洗液和洗脱液,其特征在于,所述纳米磁微球为纳米硅基磁珠;所述裂解结合处理液包括处理液I和处理液II,所述处理液I包括 Tris-HCL、SDS、EDTA、Tween-20、B-巯基乙醇、TMACL,所述处理液II包括异丙醇;所述洗涤液包括Tris-HCL、EDTA、KCL、异丙醇;所述漂洗液包括,Tris-HCL、无水乙醇和水;所述洗脱液为Elution溶液。
2.根据权利要求1所述的试剂盒,其特征在于,所述纳米磁微球为核壳结构,包括Fe3O4纳米颗粒内核,SiO2和-COOH外壳层,粒径为80-300nm,饱和磁化强度为46.0~80.0emu/g,终浓度为100mg/ML。
3.根据权利要求1所述的试剂盒,其特征在于,所述处理液I中Tris-HCL的浓度为100Mm、SDS的浓度为4-6Mm、EDTA的浓度为10Mm、Tween-20的浓度为2.5%体积分数、β-巯基乙醇的浓度为0.5%质量分数、TMACL的浓度为2.5M、PH为7.4。
4.根据权利要求1所述的试剂盒,其特征在于,所述处理液II中异丙醇的浓度为99.9%-100%体积分数。
5.根据权利要求1所述的试剂盒,其特征在于,所述洗涤液中Tris-HCL的浓度为10Mm 、EDTA的浓度为10Mm、KCL的浓度为0.15-0.2M 、异丙醇的体积分数为70%。
6.根据权利要求1所述的试剂盒,其特征在于,所述漂洗液中Tris-HCL的浓度为100mM、无水乙醇的浓度为75%体积分数。
7.一种采用权利要求1-6任一所述试剂盒的超微量全自动提取血清中游离DNA的方法,其特征在于,包括采用全自动核酸提取仪进行以下提取步骤:
(1)取400ul的血清样本保存液加入到全自动核酸提取仪提取板1号孔中,并向其中加入处理液I400uL,磁微球100uL,处理液II600ul,设定程序1号孔的震动频率为中等,时间为5min,停留时间为10min;
(2)向全自动核酸提取仪提取板2号孔中加入500UL洗涤液,设定程序震动频率为慢,时间为30s;
(3)向全自动核酸提取仪提取板3号孔和4号孔中分别加入500ul的漂洗液,设定震动频率为慢,时间为30s;
(4)向全自动核酸提取仪提取板9号孔加入50ul的洗脱液,设定程序震动频率为慢,时间60s,温度为60℃;
(5)向全自动核酸提取仪提取板1号孔中移动磁珠,程序为震动频率为慢,吸磁时间为30s;
(6)将加好液体的提取板放置到全自动核酸提取仪中,设定程序参考上述步骤,电击程序“开始”,并在程序结束后,用移液枪吸出9号孔的液体,该液体即为样本DNA提取液。
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CN202111412760.XA CN113980955A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种基于纳米磁微球的超微量全自动提取血清游离dna的试剂盒及方法 |
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CN1308133A (zh) * | 2001-01-21 | 2001-08-15 | 中国科学院上海冶金研究所 | 一种高分辨率单碱基突变检测的杂交方法及其应用 |
CN1612932A (zh) * | 2002-01-09 | 2005-05-04 | 希森美康株式会社 | 核酸检测方法及其系统 |
CN110283818A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-09-27 | 杭州艾迪康医学检验中心有限公司 | 一种磁珠法提取血浆游离dna的试剂盒和方法 |
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2021
- 2021-11-25 CN CN202111412760.XA patent/CN113980955A/zh active Pending
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