发明内容
针对现有技术中存在的问题,本公开提供一种专用于核酸模板且兼具保存剂和稀释剂功能的溶液。
在第一方面,本发明提供了一种保存和/或稀释核酸的溶液,用于保存目标模板DNA和/或稀释的溶液,包括:第一浓度的蓝葡聚糖,所述第一浓度为0.00025%-0.01%w/v。
在本公开实施例中,所述溶液包括:第一浓度的蓝葡聚糖,所述第一浓度为0.00025%-0.01%w/v,余量为水。
在本公开实施例中,所述核酸为第二浓度的DNA或RNA,优选为DNA模板,更优选为PCR或qPCR的DNA模板或cDNA模板,优选所述第二浓度小于1000pg/μL;一般核酸浓度越低越不宜保存;本发明的蓝葡聚糖溶液不仅对核酸原液有非常好的保存效果,还对稀释后的低浓度核酸同样有着优异的保存效果。
在本公开实施例中,所述核酸为固态或液态。如当核酸为质粒时,可以为固态,当核酸为噬菌体λDNA或真核生物cDNA、gDNA时可以为液态。
在本公开实施例中,第二浓度为5×10-7pg–1000ng/μL。
在本公开实施例中,当所述第二浓度为5×10-5pg/μL时,所述溶液为饱和状态;当所述第一浓度为0.001%-0.01%w/v且所述第二浓度为5×10-6pg/μL时,所述溶液为饱和状态。
在本公开实施例中,当所述第二浓度小于10pg/μL时,在相同时间内,所述第一浓度为0.00025%w/v对应的核酸降解率大于所述第一浓度为0.001%-0.01%w/v对应的核酸降解率。
在本公开实施例中,当所述第一浓度为0.008%w/v时,不同温度下的所述核酸模板的扩增效率相同或相近。
在本公开实施例中,当所述第一浓度小于0.008%w/v时,所述核酸模板的扩增效率与所述第一浓度呈正相关关系。
在本公开实施例中,所述第一浓度的蓝葡聚糖包括DEPC水,所述第一浓度为0.001%-0.01%w/v。
在第二方面,本发明提供了一种核酸溶液,包括第一方面任一项所述的溶液。本发明的溶液可以单独作为产品出售,也可以与核酸模板混合作为一个产品出售。
在第三方面,本发明提供了保存和/或稀释核酸的方法,其特征在于,包括:将核酸溶于第一方面任一项所述的溶液中。
在一个实施方案中,还可以将溶解核酸后的所述溶液制成冻干粉的形式。
在一个实施方案中,将DNA模板溶于第一浓度的蓝葡聚糖溶液中,获得DNA模板溶液,在第三浓度的蓝葡聚糖溶液中扩增所述DNA模板;其中,所述第一浓度为0.00025%-0.01%w/v,所述第三浓度为0.00025%-0.01%w/v。
在一个实施方案中,所述DNA模板为第二浓度的PCR或qPCR的模板。
在一个实施方案中,所述第二浓度小于1000ng/μL。
在一个实施方案中,所述第一浓度大于所述第三浓度。
在第四方面,本发明提供了第一方面任一项所述的溶液在保存和/或稀释核酸中的用途。
在本公开实施例中,所述核酸的浓度小于1000ng/μL。
在本公开实施例中,所述噬菌体λDNA的浓度为5×10-7pg/μL–1000ng/μL,所述真核生物cDNA或gDNA的浓度为5×10-1pg/μL–1000ng/μL。
本发明的技术方案具有以下积极效果:
(1)本发明的溶液具有模板保存剂的功能,不会抑制PCR和qPCR反应的进行,能够对低拷贝模板具有稳定保存、不易降解的效果。
(2)本发明的溶液具有模板稀释剂的功能,即使稀释至低浓度模板也能够准确稀释,有助于在普通PCR反应中扩增低浓度模板,在qPCR中稀释模板宽广范围内获得有效的定量标准曲线。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
在本发明中,蓝葡聚糖又称:蓝葡聚糖2000,蓝色葡聚糖,葡聚糖蓝2000;性质:易溶于水及电介质水溶液,其溶液类似多糖;产品应用包括:亲和层析,胶过滤层析,单班制层析和分子质量标记。
在本发明中,核酸包括基因组DNA模板可以是提取的DNA或合成DNA或其他方法制备的DNA模板,例如PCR扩增或反转录获得的DNA模板。因此,DNA模块还包括cDNA模板。
如图1所示,在本公开实施例中,将目标模板按浓度梯度稀释,比较不同浓度的蓝葡聚糖溶液对稀释不同梯度模板后的扩增效果。具体地,按照质量体积比,由DEPC水配制不同浓度梯度的蓝葡聚糖。后用该扩增缓冲溶液将DNA稀释成不同浓度的DNA模板。更具体地,本公开实施例分别选用噬菌体DNA以及真核生物cDNA分别探究其对梯度稀释模板后的扩增效率。
(1)噬菌体DNA
反应程序:
95℃1min
40个循环
95℃10S
60℃10S
反应体系:
2×T5 Fast qPCR Mix(SYBR Green I):10μL
上/下引物:0.4μL
模板1μL
DEPC水补足至20μL。
上述λ噬菌体(λDNA)由宝日医生物技术(北京)有限公司购买获得。
在本公开实施例中,所用的引物具体信息为:
引物名称 |
引物序列 |
λDNA引物6-F |
TATCAAACGCTTCGCTGC |
λDNA引物6-R |
TATCAGTTCCCTCCGACCAC |
λDNA引物8-F |
CACATCAAAGCAGTCTGTCAG |
λDNA引物8-R |
AAACCCAGCAAACATTCG |
λDNA引物10-F |
CAAAGGAACAAGGCATCG |
λDNA引物10-R |
TGATAAGCGAACCAATCG |
本公开实施例首先设置DNA浓度范围为0.1pg-1000pg/反应体系(体系体积20μL,下同),检测获得不同浓度的蓝葡聚糖溶液的稀释梯度模板后的扩增效果(以CT值计)如下表1所示。
表1
从表1中可知,当DNA浓度在1000pg-0.1pg/反应体系范围时,不同浓度的蓝葡聚糖稀释的DNA模板均具有良好的扩增效果和R2大于0.99以上的浓度梯度与CT值线性关系的标准曲线。该实验说明噬菌体0.1pg的浓度同样具有较低的CT值(25-27),表明该模板浓度较大,需要减少DNA浓度进行实验。
本公开实施例进一步将模板浓度稀释至10-1-10-5pg/反应体系后,检测获得不同浓度蓝葡聚糖溶液的稀释梯度模板后的扩增效果与双蒸水(ddH2O)稀释后的扩增效果对比结果如下表2所示。
表2
从表2中可知,当模板稀释到<10-1pg/反应体系时,用0.00025%-0.05%w/v的蓝葡聚糖稀释模板的扩增效果均优于用ddH2O稀释模板的扩增效果。其中,仅当蓝葡聚糖浓度>0.01%w/v时,表现为扩增抑制。在极低模板如10-3pg/反应体系的情况下,各介质稀释的模板均开始表现为饱和状态,当蓝葡聚糖浓度在0.001%-0.01%w/v范围时,模板仅在10- 4pg/反应体系达到饱和状态,表明其检测范围稍宽。
本公开实施例再次配制不同浓度梯度的蓝葡聚糖,并用该扩增缓冲溶液将DNA稀释成不同浓度的DNA模板,并与ddH2O和Takara相比较,结果如下表3所示。
表3
从表3中可知,在低模板浓度的情况下,各模板在10-3pg/反应体系时,CT值开始达到饱和状态;当蓝葡聚糖浓度大于0.05%w/v时,抑制扩增效率。Takara产品在低模板情况下,仍具有较好的线性关系。
由上可知,在噬菌体模板中,对其用蓝葡聚糖进行模板最低浓度梯度的稀释时,其扩增CT值略小于用ddH2O稀释模板的扩增CT值;当蓝葡聚糖浓度范围为0.001%-0.01%w/v时,其具有更宽广的模板检测范围。当葡聚糖浓度大于0.05%w/v时,扩增效率表现为抑制。
(2)真核生物cDNA
反应程序:
95℃1min
95℃1min
40个循环:
95℃10S
60℃10S
反应体系:
2×T5 Fast qPCR Mix(SYBR Green I):10μL
上/下引物:0.8μL
模板1μL
DEPC水补足至20μL。
其中上述土豆、花生cDNA模板由Trizol法提取总RNA,并由反转录试剂盒合成cDNA第一条链,反转录过程参照北京擎科生物科技有限公司GoldenstarTMRT6 cDNA SynthesisKit Ver.2进行操作。
上述2×T5 Fast qPCR Mix(SYBR Green I)具体配比参照北京擎科生物科技有限公司2×T5 Fast qPCR Mix(SYBR Green I)说明书进行操作。
上述引物由NCBI中花生、土豆的CDS区,通过Primer 5软件设计引物,送至北京擎科生物科技有限公司进行合成引物。
在本公开实施例中,所用的引物具体信息为:
引物名称 |
引物序列 |
土豆引物21-F |
CCTCTAAGTATCGCCCATCAAG |
土豆引物21-R |
AGGTCCAACTGTCAAGGAAGAA |
花生引物4-F |
TTGGAATGGGTCAGAAGGATGC |
花生引物4-R |
AGTGGTGCCTCAGTAAGAAGC |
花生引物6-F |
CAGAAGGCTCAATGAAGG |
花生引物6-R |
TCTGATGGTTCCAAAGTTG |
花生引物7-F |
CGGAGAATCAAGGACAGC |
花生引物7-R |
AAGCAGCAAGTGGAAATAAA |
在本公开实施例中,将不同浓度的蓝葡聚糖稀释的cDNA的扩增效果与ddH2O相比较,结果如下表4所示。
表4
从表4中可知,当蓝葡聚糖浓度>0.01%w/v时,其扩增效率表现为开始抑制。不同浓度蓝葡聚糖稀释的cDNA的扩增效果与采用ddH2O稀释的效果相近。
本公开实施例进一步选用浓度为0.0025%w/v和0.005%w/v的蓝葡聚糖稀释cDNA样本并与ddH2O和Takara相比,其扩增效果如下表5-7所示。
表5
表6
表7
从表5-7中可知,选用浓度为0.0025%w/v和0.005%w/v的蓝葡聚糖稀释cDNA样本与ddH2O和Takara相比,其扩增效果在不同引物对中略有差异。但总体来看,各介质稀释的模板扩增效果差别不大,均同时具有较高的CT值对应模板浓度的线性关系。
由上可知,当蓝葡聚糖浓度>0.01%w/v时进行cDNA模板稀释,开始表现为扩增抑制。当蓝葡聚糖浓度<0.01%w/v时,与ddH2O稀释的模板进行qPCR扩增相比,其扩增效果相近。
在本公开实施例中,还将采用不同浓度稀释后的模板分别在不同温度下放置一段时间后,通过检测其模板扩增的效率来反映模板降解率。具体地,本实施例可将不同浓度的蓝葡聚糖稀释的噬菌体模板(模板终浓度0.1pg/μL)分别放置在室温和-20℃保存,并分别在48h和72h后检测扩增效果,结果如图2a、2b、3a、3b和下表8-11所示。
表8:DNA在室温VS-20℃放置48h后的扩增效率
引物8 |
0.00025% |
0.001% |
0.004% |
0.006% |
0.008% |
0.01% |
ddH<sub>2</sub>O |
室温 |
32.93 |
29.59 |
27.79 |
26.55 |
25.29 |
26.22 |
ND |
-20℃ |
30.52 |
29.15 |
27.45 |
26.47 |
25.18 |
25.89 |
34.48 |
表9:DNA在室温VS-20℃放置72h后的扩增效率
引物8 |
0.00025% |
0.001% |
0.004% |
0.006% |
0.008% |
0.01% |
ddH<sub>2</sub>O |
室温 |
34.92 |
29.28 |
27.95 |
27.04 |
25.59 |
26.56 |
34.04 |
-20℃ |
30.23 |
28.91 |
27.60 |
26.32 |
25.36 |
25.72 |
33.44 |
表10:DNA在室温VS-20℃放置48h后的扩增效率
引物10 |
0.00025% |
0.001% |
0.004% |
0.006% |
0.008% |
0.01% |
ddH<sub>2</sub>O |
室温 |
27.30 |
24.78 |
25.74 |
25.73 |
24.89 |
25.71 |
32.73 |
-20℃ |
25.24 |
24.74 |
25.56 |
25.30 |
24.52 |
25.18 |
25.74 |
表11:DNA在室温VS-20℃放置72h后的扩增效率
引物10 |
0.00025% |
0.001% |
0.004% |
0.006% |
0.008% |
0.01% |
ddH<sub>2</sub>O |
室温 |
29.02 |
25.01 |
26.00 |
25.96 |
25.15 |
25.93 |
31.27 |
-20℃ |
25.63 |
24.76 |
25.76 |
25.52 |
24.81 |
25.16 |
26.03 |
其中,图2a示出了噬菌体引物8分别在室温和-20℃放置48h后的扩增效果,图2b示出了噬菌体引物8分别在室温和-20℃放置72h后的扩增效果,图3a示出了噬菌体引物10分别在室温和-20℃放置48h后的扩增效果,图3b示出了噬菌体引物10分别在室温和-20℃放置72h后的扩增效果。上述结果表明,与水相比,在蓝葡聚糖浓度<0.008%w/v时,其扩增效率随浓度升高逐渐增强,当蓝葡聚糖浓度≤0.00025%w/v时,室温保存的cDNA表现为显著的较大的CT值。且当浓度>0.001%w/v时,其室温保存的cDNA模板扩增效率与-20℃相似。
此外,本公开实施例还将不同浓度稀释后的模板分别放置在室温和-20℃保存一定时间后,通过检测其模板的扩增产量来反映模板降解率。
请参见图4,本公开实施例将DNA模板分别放置在室温和-20℃中保存72h后,用PCR反应检测其扩增产量。其中,胶图中各序号分别代表蓝葡聚糖浓度:1:0.00025%w/v;2:0.001%w/v;3:0.004%w/v;4:0.006%w/v;5:0.008%w/v;6:0.01%w/v;7:对照(灭菌ddH2O)。具体地,反应中上下引物量各为0.4μL,模板量为1μL。反应程序为:95℃预变性1min,95℃变性10S,60℃延伸30S,共30个循环。从结果可知,与ddH2O稀释的模板比较,当蓝葡聚糖浓度>0.001%w/v时,用该扩增缓冲溶液稀释的模板在室温72h和冷冻保存72h的扩增效果基本相一致。而在浓度较低(例如0.00025%w/v)时室温保存的DNA扩增CT值明显比冷冻状态下的模板CT值大,表明在室温状态下,低浓度的蓝葡聚糖不能够有效保存DNA模板。以上结果表明,蓝葡聚糖浓度在>0.001%w/v时,能够有效减少DNA模板的降解,具有保护DNA结构稳定的功能。此外,胶图结果还表明,当DNA模板浓度小于100pg/μL时,用ddH2O稀释的模板无论在室温还是冷冻保存状态下,其扩增条带比蓝葡聚糖稀释的模板扩增条带弱,表明DNA在室温保存下会发生降解,而通过蓝葡聚糖保存能够有效防止DNA降解。
图5是将噬菌体DNA模板分别放置在室温和-20℃中保存10天后,检测其扩增产量的胶图。其中,序号指代和反应程序同上。同时,将噬菌体DNA模板分别放置在室温和-20℃中保存10天后,检测其扩增效率如图6a、6b和表12-13所示,其中反应体系中模板加入量为0.1pg/反应体系。
表12:DNA在室温VS-20℃放置10天后的扩增效率
引物8 |
0.00025% |
0.001% |
0.004% |
0.006% |
0.008% |
0.01% |
ddH<sub>2</sub>O |
室温 |
ND |
36.26 |
28.95 |
28.07 |
25.32 |
28.02 |
ND |
-20℃ |
30.22 |
29.62 |
27.26 |
26.37 |
25.18 |
25.94 |
38.16 |
注:ND代表未检测到数值。
表13:DNA在室温VS-20℃放置10天后的扩增效率
引物10 |
0.00025% |
0.001% |
0.004% |
0.006% |
0.008% |
0.01% |
ddH<sub>2</sub>O |
室温 |
34.27 |
28.85 |
26.27 |
26.67 |
24.97 |
26.81 |
33.26 |
-20℃ |
25.35 |
25.19 |
25.48 |
25.36 |
24.51 |
25.31 |
29.80 |
本公开实施例采用蓝葡聚糖稀释模板在室温和冷冻条件下保存10天后,通过检测其扩增产量反映其起始模板量。检测结果发现,各浓度模板在保存10天后,当模板浓度小于10pg/μL时,随着模板的浓度降低,使用ddH2O和低浓度(0.00025%w/v)的蓝葡聚糖稀释的模板,在室温保存10天后出现明显的降解现象。而使用浓度为0.001%-0.01%w/v的蓝葡聚糖稀释的模板仍具有较亮条带。10天后,用荧光定量检测其模板浓度为0.1pg/μL时的扩增效率,可发现低浓度(0.00025%w/v)的蓝葡聚糖和使用ddH2O稀释的模板,在室温保存和冷冻保存条件下其扩增效率均较弱;随着蓝葡聚糖浓度的升高,室温保存的模板扩增效率逐渐升高,表明在室温条件下,0.001%-0.01%w/v的蓝葡聚糖浓度能够抑制DNA模板的降解,并且在蓝葡聚糖浓度为0.008%w/v时,保存DNA模板效果最佳,达到-20℃保存的效果。
综上所述,在一定浓度下,蓝葡聚糖即使在室温放置10天后,仍能保持低浓度模板的稳定性,具有低浓度模板的保存剂和稀释剂的作用。
TE溶液中的成分乙二胺四乙酸(EDTA)在对核酸起保护作用的同时,也对反应buffer中的镁离子发生螯合作用,因此对模板的保存具有一定效果。故而本公开实施例还包括蓝葡聚糖对稳定模板结构的作用,及与EDTA进行比较的结果。
图7是蓝葡聚糖和0.01mM EDTA稀释模板经0h后检测扩增产量的示意图。其中,各胶孔序号分别表示:1:0.00025%w/v蓝葡聚糖;2:0.0005%w/v蓝葡聚糖;3:0.001%w/v蓝葡聚糖;4:0.0025%w/v蓝葡聚糖;5:0.005%w/v蓝葡聚糖;6:0.01%w/v蓝葡聚糖;7:0.05%w/v蓝葡聚糖;8:0.01mM EDTA;9:ddH2O。反应液的2X buffer为B3。本公开实施例使用不同浓度的蓝葡聚糖和0.01mM的EDTA稀释噬菌体DNA模板,比较蓝葡聚糖和0.01mM EDTA稀释模板0h后的扩增产量。从图7可知,在模板浓度>1pg/μL时,各组扩增产量无明显差别;随模板浓度的降低,当模板<1pg/μL时,随着蓝葡聚糖浓度的升高,其扩增产量逐渐增加;而采用ddH2O和0.01mM EDTA稀释的模板,扩增产量均弱于浓度大于0.00025%w/v的蓝葡聚糖稀释模板扩增的产量。
请参见图8,本实施例将噬菌体DNA模板分别放置在室温和-20℃中保存7天后,检测扩增产量。其中,各胶孔序号的表示同上。由图8可知,在不同温度保存7天后,在低浓度(<10pg/μL)模板中,0.01mM的EDTA和ddH2O稀释的模板的扩增效果显著弱于蓝葡聚糖的扩增效果。可见蓝葡聚糖具有良好的稳定核酸结构的效果。
本公开实施例的蓝葡聚糖溶液可由DEPC水配制;当浓度范围为0.001%-0.01%w/v时,具有较好的模板稀释效果和保存效果,其中优选浓度为0.008%w/v的蓝葡聚糖溶液用于进行稀释和保存模板。当浓度低于0.001%w/v时,不能拥有较好的保存效果;当浓度高于0.01%w/v时,可能会影响qPCR的扩增效果。
应当理解,以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
在本说明书中,每当提及“示例性实施方式”、“优选实施方式”、“一个实施方式”等时意味着针对该实施方式描述的具体的特征、结构或特点包括在本发明的至少一个实施方式中。这些用词在本说明书中不同地方的出现不一定都指代同一实施方式。此外,当针对任一实施方式/实施方式描述具体的特征、结构或特点时,应当认为本领域技术人员也能够在所有所述实施方式中的其它实施方式中实现这种特征、结构或特点。
以上详细描述了本发明的实施方式。然而,本发明的方面不限于上述实施方式。在不脱离本发明的范围的情况下,各种改型和替换均可以应用到上述实施方式中。