KR101380909B1 - Absorbents for purification of nucleic acid and a purification method using the absorbents - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 생물 시료로부터 핵산을 정제하는 흡착제에 있어서, 제올라이트, 활성탄, 벤토나이트, 백토 및 황토로 이루어진 군으로부터 어느 하나이상을 포함하는 핵산 정제용 흡착제, 이를 포함하는 정제용 컬럼, 정제용 키트 및 그 흡착제를 이용한 정제방법에 관한 것이다.
The present invention provides an adsorbent for purifying nucleic acids from biological samples, wherein the adsorbent for purifying nucleic acids comprising any one or more from the group consisting of zeolite, activated carbon, bentonite, clay and loess, a purification column comprising the same, and a kit for purification thereof. It relates to a purification method using an adsorbent.
생물시료로부터 핵산을 순수 분리하는 기술은 유전자를 다루는 생화학, 분자생물학, 의학 등 생명공학 전반에서 필수적으로 요구되는 기술이다.
The technology of purely separating nucleic acids from biological samples is an essential technology in all of biotechnology such as biochemistry, molecular biology, and medicine that deal with genes.
세포에 존재하는 핵산은 게놈 DNA, 플라스미드 DNA, RNA로 구분되며 정제하고자하는 핵산의 종류에 따라 서로 다른 방법을 사용하지만 공통적으로 생물시료에서 핵산을 정제하는 기본적인 원리는 세포를 용해시키고 핵산을 제외한 다른 세포 구성 성분을 다양한 방법으로 제거한 후 핵산 수용액에 에탄올을 첨가하여 핵산을 침전시켜 회수하는 것이다.
Nucleic acids present in cells are divided into genomic DNA, plasmid DNA, and RNA, and different methods are used depending on the type of nucleic acid to be purified. However, the basic principle of purifying nucleic acid in a biological sample is to dissolve the cell and to remove the nucleic acid. Cell components are removed by various methods and ethanol is added to the aqueous nucleic acid solution to precipitate and recover the nucleic acid.
세포를 용해시키는 방법에는 크게 물리적 방법, 화학적 방법 및 효소적 방법이 있다. 물리적 방법으로 대표적인 것은 유리알과 세포를 섞은 후 과격하게 혼합하여 세포를 터트리는 방법과 삼투압을 이용하는 방법 등이 있다. 화학적 방법은 계면활성제를 사용하여 세포막을 터트리는 방법이 있으며 효소적 방법으로는 세포벽을 선택적으로 분해하는 효소를 사용하는 방법이 있다. 그 외에 계면활성제와 효소를 처리한 세포를 가열하여 세포를 용해시키는 것과 같이 두 가지 이상의 방법을 조합하여 사용하기도 한다. 이러한 방법은 1970년대에 개발된 이후에 현재까지 널리 사용되고 있는 방법이다(Sambook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1989).
Methods for lysing cells include large physical, chemical and enzymatic methods. Representative examples of the physical method include a method of mixing a glass egg and a cell and then vigorously mixing the cell and using an osmotic pressure. Chemical methods include surfactants that explode cell membranes, and enzymatic methods include enzymes that selectively degrade cell walls. In addition, a combination of two or more methods may be used, such as lysing cells by heating cells treated with surfactants and enzymes. This method has been widely used to date since the development in the 1970s (Sambook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989).
세포 용해액에 포함된 여러 종류의 물질들로부터 특이적으로 핵산만을 흡착시키는 담체가 개발됨에 따라 에탄올 침전법은 핵산 흡착제를 이용하여 고효율로 핵산을 단시간에 분리할 수 있는 방법으로 대체되었으며 현재 상용화된 대부분의 핵산정제용 제품은 실리카겔(silica gel)이나 미세 유리섬유(glass fiber)와 같은 핵산 흡착제를 칼럼 형태로 제작하여 사용하는 제품이 사용되고 있었다.
With the development of carriers that specifically adsorb nucleic acids only from a variety of materials contained in cell lysates, ethanol precipitation has been replaced by a method that can isolate nucleic acids in a short time with high efficiency using nucleic acid adsorbents. Most products for nucleic acid purification have been used to produce a nucleic acid adsorbent such as silica gel or glass fiber in a columnar form.
핵산정제용 제품 중 가장 널리 이용되고 있는 제품은 미생물로부터 플라스미드 DNA를 정제하는 키트이며 이러한 키트는 모두다 알칼리 용해 방법을 이용하여 플라스미드 DNA를 순수 분리하였다(Birnboim H. C. & Doly J., 1979, A rapid alkaline extraction procedure for screening recombinant plasmid DNA, Nucleic Acids Res 7(6), 1513~1523). 알칼리 용해방법은 일반적으로 아홉 단계로 구성되어 있다. 먼저 미생물배양액을 원심분리하여 미생물 균체를 회수하는 단계, 효소 저해제가 포함된 완충 용액에 현탁하는 단계, 0.2N NaOH, 1% SDS(Sodium Dodesyl Sulfate)로 구성된 알칼리 용액을 첨가하여 세포를 용해시키는 단계, 이 단계에서 분자량이 큰 게놈 DNA는 비가역적으로 변성된다. 3M potassium acetate, pH 5.5와 같은 산성 완충용액을 첨가하여 세포용해액을 중성으로 만드는 단계, 원심분리하여 수용액층과 세포침전물을 분리하는 단계, 플라스미드 DNA가 포함된 상층액을 핵산 흡착제가 장착된 칼럼을 통과시켜 플라스미드 DNA를 칼럼에 선택적으로 결합시키는 단계, 에탄올이 포함된 세척용액을 다시 통과시켜 칼럼에 결함된 불순물을 제거하는 단계, 세척용액을 완전히 제거하기 위하여 추가적으로 원심분리 하는 단계, 마지막으로 증류수나 적절한 완충용액을 이용하여 플라스미드 DNA를 용출하는 단계로 구성된다.
The most widely used product for nucleic acid purification is a kit for purifying plasmid DNA from microorganisms, and all of these kits purely separated plasmid DNA using an alkali lysis method (Birnboim HC & Doly J., 1979, A rapid alkaline extraction procedure for screening recombinant plasmid DNA, Nucleic Acids Res 7 (6), 1513-1523). The alkali dissolution method generally consists of nine steps. First, centrifugation of the microbial culture to recover the microbial cells, suspending in the buffer solution containing the enzyme inhibitor, lysing the cells by adding an alkaline solution consisting of 0.2N NaOH, 1% SDS (Sodium Dodesyl Sulfate) At this stage, genomic DNA with large molecular weight is irreversibly denatured. Neutralizing the cell lysate by adding an acidic buffer solution such as 3 M potassium acetate and pH 5.5, separating the aqueous layer and the cell precipitate by centrifugation, and supernatant containing the plasmid DNA. Selectively binding the plasmid DNA to the column, passing the washing solution containing ethanol again to remove defective impurities in the column, further centrifuging to completely remove the washing solution, and finally distilled water. B) eluting the plasmid DNA using an appropriate buffer solution.
현재까지 플라스미드 DNA를 정제 키트 개발 기술은 정제 효율과 소요시간을 단축하기 위하여 핵산 흡착제를 개선하거나(미국특허 5075430, 5155018, 5658548. 5808041) 세포용해에 사용되는 완충용액을 단일화하여 단계를 줄이는 방법(한국특허 10-0622606)등이 개발되었으나 모두다 알칼리 용해 방법를 사용하는 기존 방법의 한계를 극복하지 못하였다.
To date, technology for developing a plasmid DNA purification kit has been proposed to improve the nucleic acid adsorbent (US Pat. Korean Patent 10-0622606) and the like have been developed, but all did not overcome the limitations of the existing method using the alkali dissolution method.
알칼리 용해 방법에서는 정제된 플라스미드 DNA를 효소 반응에 사용하기 위하여 세포용해시 첨가되는 세제 성분과 과량의 염을 완벽히 제거하여야 했다. 따라서 알칼리 용해 방법을 통하여 고순도의 플라스미드 DNA를 얻기 위해서는 여러 가지 용액을 필요로 하고 여러 단계의 원심분리를 필요로 하는 번거로움 때문에 핵산 정제를 위해서는 30분 이상의 시간이 소요되는 단점이 있었다.
In the alkaline lysis method, in order to use the purified plasmid DNA for the enzymatic reaction, it was necessary to completely remove the detergent component and excess salt added during the cell lysis. Therefore, a high purity plasmid DNA through the alkali lysis method requires a number of solutions and has the disadvantage of requiring more than 30 minutes for nucleic acid purification because of the cumbersome steps of centrifugation.
알칼리용해 대신 세포 현탁액을 끓여서 세포를 용해하고 게놈 DNA를 변성시키는 보일링(Boiling) 방법은 알칼리용해 방법에 비하여 매우 간편한 방법이지만 정제된 플라스미드 DNA의 순도가 알칼리 용해방법보다 낮고 물을 끓이는 과정을 필요로 하고 세포용해물의 점도가 높아서 세포용해물을 제거하기 위해서는 10분 이상 원심분리가 필요하기 때문에 제품화되지 못하였으며 따라서 대부분의 실험실에서는 거의 사용하지 않는 방법이 되었다(Sambook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N.Y., 1989).
Boiling method of boiling cell suspension instead of alkali lysis to dissolve cells and degenerate genomic DNA is more convenient than alkali lysis method, but purity of purified plasmid DNA is lower than alkali lysis method and requires boiling water. Due to the high viscosity of the cell lysate, it was not commercialized because centrifugation was required for more than 10 minutes to remove the cell lysate. Thus, most labs rarely use it (Sambook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, 1989).
따라서, 알칼리 용해방법 또는 보일링 방법의 복잡하고 긴시간이 소요되는 용액의 첨가 및 원심분리 공정의 문제점을 해결하고 핵산을 단시간에 고수율로 정제할 수 있는 새로운 흡착제의 개발 또는 정제방법이 요구되어 지고 있다.
Therefore, there is a need for the development or purification of a new adsorbent that solves the problems of the complex and long time addition of the solution of the alkali dissolution method or the boiling method and the centrifugation process and can purify the nucleic acid in a high yield in a short time. ought.
본 발명의 목적은 다양한 생물 시료로부터 핵산만을 단시간에 고수율로 정제하기 위한 비핵산물질만을 선택적으로 흡착하기 위한 흡착제를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 상기 흡착제를 이용하여 핵산만을 단시간내에 고수율로 정제할 수 있는 정제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is an object of the present invention to provide an adsorbent for selectively adsorbing only non-nucleic acid materials for purifying only nucleic acids from various biological samples in high yield in a short time. In addition, an object of the present invention is to provide a purification method capable of purifying only nucleic acid in a high yield in a short time using the adsorbent.
본 발명의 상기 목적은 생물 시료로부터 핵산을 정제하는 흡착제에 있어서, 제올라이트, 활성탄, 벤토나이트, 백토 및 황토로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 핵산 정제용 흡착제를 제공함으로써 달성할 수 있다.
The above object of the present invention can be achieved by providing an adsorbent for purification of nucleic acid from one or more selected from the group consisting of zeolite, activated carbon, bentonite, clay and loess in the adsorbent for purifying nucleic acids from biological samples.
본 발명은 생물 시료로부터 핵산을 정제하는 흡착제에 있어서, 제올라이트, 활성탄, 벤토나이트, 백토 및 황토로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 핵산 정제용 흡착제에 관한 것이다. The present invention relates to an adsorbent for purifying nucleic acids from biological samples, wherein the adsorbent for purifying nucleic acids comprises at least one selected from the group consisting of zeolite, activated carbon, bentonite, clay and loess.
구체적으로 상기 흡착제는 핵산을 분리하기 위한 비핵산 물질을 선택적으로 흡착하는 것이며, 흡착제의 입경은 50~250 메쉬인 것이 바람직하며, 핵산은 DNA, RNA, 플라스미드 DNA, mRNA 및 rRNA 로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 플라스미드 DNA일 수 있다. 상기 흡착제는 제올라이트 및 활성탄을 1:1 내지 2:1의 비율로 구성되어지는 것이 바람직하다.
Specifically, the adsorbent is to selectively adsorb the non-nucleic acid material for separating the nucleic acid, the particle size of the adsorbent is preferably 50 to 250 mesh, the nucleic acid is selected from the group consisting of DNA, RNA, plasmid DNA, mRNA and rRNA It may be one or more, preferably plasmid DNA. The adsorbent is preferably composed of zeolite and activated carbon in a ratio of 1: 1 to 2: 1.
또한 본 발명은 상기 흡착제를 포함하는 핵산 정제용 컬럼에 관한 것이다. 컬럼에 흡착제는 1~10mg을 사용할 수 있으며,상기 흡착제가 필터에 결합되어 장착될 수 있다. 필터는 0.1-10㎛ 기공을 가지는 합성수지필터 또는 막필터일 수 있다.
The present invention also relates to a nucleic acid purification column comprising the adsorbent. An adsorbent may be used in the column of 1 to 10 mg, and the adsorbent may be attached to a filter. The filter may be a synthetic resin filter or a membrane filter having pores of 0.1-10 μm.
또한 본 발명은 상기 흡착제를 포함하는 핵산 정제용 키트에 관한 것이다.
The present invention also relates to a nucleic acid purification kit comprising the adsorbent.
본 발명은 생물시료로부터 핵산을 정제하는 방법에 있어서, a) 생물 시료를 원심분리하여 세포를 회수하고 완충용액에 현탁하는 단계; b) 세포 현탁액을 용해시키고 상기 핵산정제용 흡착제를 포함하는 컬럼에 통과시켜 핵산을 정제하는 단계; 및 c) 정제된 핵산을 회수하는 단계를 포함하는 핵산 정제방법에 관한 것이다. 바람직하게는 b)단계에서 세포를 용해시키기 위하여 라이소자임(lysozyme)을 첨가하고 마이크로파를 조사하여 시료를 용해시키는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 마이크로파는 30초에서 60초 동안 조사할 수 있으며 라이소자임은 컬럼당 0.1㎎ 내지 10㎎ 첨가하는 것이 바람직하다.
The present invention provides a method for purifying a nucleic acid from a biological sample, the method comprising: a) recovering cells by centrifuging a biological sample and suspending it in a buffer solution; b) lysing the cell suspension and passing the column containing the sorbent for purification of nucleic acid to purify the nucleic acid; And c) recovering the purified nucleic acid. Preferably, in step b), lysozyme may be added to lyse the cells, and microwave irradiation may include the step of lysing the sample. Specifically, the microwave can be irradiated for 30 to 60 seconds and the lysozyme is preferably added 0.1mg to 10mg per column.
이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명자들은 기존의 알칼리 용해 방법에서 여러 가지의 용액과 여러 단계의 원심분리 공정으로 인한 장시간의 공정시간을 단축하기 위한 효과적인 핵산 정제방법을 개발하였다. 본 발명의 흡착제는 기존의 공정에 비하여 현저히 단축된 시간으로 고수율의 핵산을 정제할 수 있다.
The present inventors have developed an effective nucleic acid purification method for shortening the processing time of the long time due to the various solutions and the centrifugation step in the conventional alkali dissolution method. The adsorbents of the present invention can purify nucleic acids with high yields in a significantly shorter time compared to conventional processes.
본 발명의 생물 시료는 대장균, 박테리아, 효모 및 남세균 등으로 이루어진 미생물, 동물조직, 식물조직, 혈액, 분비물 및 상기 시료를 재조합 유전자로 형질 전환시킨 시료 등 어떠한 생물의 시료도 이용할 수 있다.
The biological sample of the present invention can be used for any biological sample such as microorganisms consisting of Escherichia coli, bacteria, yeast and bacillus, animal tissues, plant tissues, blood, secretions, and samples in which the sample is transformed with a recombinant gene.
본 발명의 흡착제는 생물 시료로부터 세포를 용해시킨 후 세포 용해물로부터 단백질 변성 응집물과 세포 잔해입자로 이루어지는 비용해성 응집물인 비핵산물질을 핵산물질과 분리하기 위하여 사용되는 것으로 선택적으로 비핵산물질만을 흡착하는 것이다. 본 발명의 흡착제를 이용하는 경우 흡착제가 비핵산물질을 흡착하여 세포용해물의 점도를 낮춤으로써 핵산의 농도를 높여 한번의 원심분리만으로 고수율의 정제된 핵산을 수득할 수 있다.
The adsorbent of the present invention is used to separate non-nucleated substances, which are insoluble aggregates consisting of protein denatured aggregates and cell debris particles, from nucleic acid materials after lysing cells from biological samples. It is. In the case of using the adsorbent of the present invention, the adsorbent adsorbs the non-nucleic acid material to lower the viscosity of the cell lysate, thereby increasing the concentration of the nucleic acid, thereby obtaining a high yield of purified nucleic acid by only one centrifugation.
본 발명자들은 유기물질을 흡착할 수 있는 여러 가지의 물질을 가지고 실험한 결과 활성탄, 제올라이트, 벤토나이트, 백토 및 황토가 선택적으로 비핵산물질만을 효율적으로 흡착한다는 사실을 확인하였다.
The present inventors have experimented with various materials capable of adsorbing organic materials and found that activated carbon, zeolite, bentonite, white clay and loess selectively adsorb only non-nucleic acid materials efficiently.
따라서 본 발명은 활성탄, 제올라이트, 벤토나이트, 백토 및 황토 중 하나의 성분이상을 포함하는 흡착제를 이용하여 핵산을 정제할 수 있다. 흡착제의 평균 입경은 50-250 메쉬(mesh)인 것이 바람직하다. 평균 입경이 50 메쉬 미만일 경우 흡착능력이 떨어질 수 있으며 250 메쉬를 초과할 경우에는 흡착제의 가공이 어려울 수 있다.Therefore, the present invention can purify the nucleic acid using an adsorbent including at least one component of activated carbon, zeolite, bentonite, clay and loess. The average particle diameter of the adsorbent is preferably 50-250 mesh. If the average particle diameter is less than 50 mesh, the adsorption capacity may drop, and if the average particle diameter exceeds 250 mesh, it may be difficult to process the adsorbent.
핵산은 DNA(deoxyribonucleic acid) 또는 RNA(ribonucleic acid)를 의미하는 것으로 게놈 DNA, RNA, 플라스미드 DNA, mRNA 및 rRNA로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하며, 바람직하게는 플라스미드 DNA가 될 수 있다. Nucleic acid refers to DNA (deoxyribonucleic acid) or RNA (ribonucleic acid) includes one or more selected from the group consisting of genomic DNA, RNA, plasmid DNA, mRNA and rRNA, preferably may be plasmid DNA.
흡착제의 다양한 성분 및 농도를 비교하여 실험한 결과 활성탄과 제올라이트는 동시에 1:1 내지 1:2의 비율로 첨가하는 것이 가장 높은 수율을 나타내었다.
As a result of comparing various components and concentrations of the adsorbents, activated carbon and zeolite were simultaneously added in a ratio of 1: 1 to 1: 2, which showed the highest yield.
본 발명의 흡착제는 세포 용해액에 직접 첨가하여 사용하거나 칼럼에 장착하여 사용할 수 있다. 칼럼에 장착할 경우 미량의 시료를 일정하에 분주하기 위해서는 흡착제를 수분산시킨 후 분주하여 건조시키게 된다. 또는 흡착제를 필터에 결합하여 장착할 수 있다. 필터는 0.1-10㎛의 기공을 가지는 합성수지필터 또는 막필터가 바람직하다. 기공이 0.1㎛ 미만일 경우 핵산이 통과되지 않아 수율이 낮을 수 있으며 10㎛를 초과할 경우 비핵산물질도 통과될 수 있어 핵산정제 효과가 저하된다.
The adsorbent of the present invention can be used by directly adding to the cell lysate or mounted on a column. In the case of mounting to a column, in order to dispense a small amount of sample under a constant state, the adsorbent is dispersed and then dispensed and dried. Alternatively, the adsorbent may be attached to the filter and mounted. The filter is preferably a synthetic resin filter or a membrane filter having pores of 0.1-10 탆. If the pore is less than 0.1㎛ nucleic acid does not pass through the yield may be low, if it exceeds 10㎛ non-nucleic acid can also pass through the nucleic acid purification effect is reduced.
또한 상기 흡착제는 컬럼당 1㎎ 내지 10㎎이 바람직하였다. 1㎎미만으로 사용될 경우 충분한 흡착효과가 나타나지 않아 핵산이 정제하는 데 오랜 시간이 소요되며 10㎎을 초과할 경우 너무 많은 흡착제로 인하여 오히려 핵산의 회수율이 감소하였다.
In addition, the adsorbent is preferably 1 mg to 10 mg per column. If less than 1mg does not show sufficient adsorption effect, it takes a long time to purify the nucleic acid, and if it exceeds 10mg, the recovery of nucleic acid was rather reduced due to too many adsorbents.
또한 본 발명은 상기 흡착제를 포함하는 핵산 정제용 키트로 상용화될 수 있다. 종래의 알칼리 용해법을 사용하는 키트의 경우 여러 단계의 용해과정과 원심분리공정으로 번거롭고 장시간이 소요되는 반면, 본 발명의 키트의 경우 단시간에 고수율로 핵산이 정제될 수 있어 효과적인 정제용 키트를 제공할 수 있다.
In addition, the present invention can be commercialized as a nucleic acid purification kit containing the adsorbent. In the case of a kit using a conventional alkali dissolution method, it is cumbersome and takes a long time by dissolving and centrifugation in several steps, whereas in the case of the kit of the present invention, nucleic acids can be purified in high yield in a short time, thereby providing an effective purification kit. can do.
생물시료로부터 핵산을 정제하는 방법에 있어서, a) 생물 시료를 원심분리하여 세포를 회수하고 완충용액에 현탁하는 단계; b) 세포 현탁액을 용해시키고 상기 핵산정제용 흡착제를 포함하는 컬럼에 통과시켜 핵산을 정제하는 단계; 및 c) 정제된 핵산을 회수하는 단계를 포함하는 핵산 정제방법에 관한 것이다. 바람직하게는 b)단계에서 세포를 용해시키기 위하여 라이소자임(lysozyme)을 첨가하고 마이크로파를 조사하여 시료를 용해시키는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 마이크로파는 30초에서 60초 동안 조사할 수 있으며 라이소자임은 컬럼당 0.1㎎ 내지 10㎎ 첨가하는 것이 바람직하다.
A method of purifying nucleic acid from a biological sample, comprising: a) centrifuging a biological sample to recover cells and suspending them in a buffer; b) lysing the cell suspension and passing the column containing the sorbent for purification of nucleic acid to purify the nucleic acid; And c) recovering the purified nucleic acid. Preferably, in step b), lysozyme may be added to lyse the cells, and microwave irradiation may include the step of lysing the sample. Specifically, the microwave can be irradiated for 30 to 60 seconds and the lysozyme is preferably added 0.1mg to 10mg per column.
일반적인 보일링 방법은 세포를 용해시키기 위하여 계면활성제를 사용하는데 계면활성제는 플라스미드 DNA 용액에 포함되면 제한효소 처리나 중합효소 연쇄반응과 같은 효소 반응의 저해제로 작용하기 때문에 반드시 에탄올침전과 같은 세척단계가 필요하다. 또한 세포용해물의 점도가 높아서 상등액과 분리하기 위해서는 10분이상의 원심분리를 필요로 하기 때문에 신속하게 세포용해물과 수용액을 분리할 수 있는 방법을 필요로 한다.
Common boiling methods use surfactants to lyse cells. Since surfactants are included in the plasmid DNA solution, they act as inhibitors of enzymatic reactions such as restriction enzyme treatment or polymerase chain reaction. need. In addition, since the viscosity of the cell lysate is high, centrifugation of 10 minutes or more is required in order to separate from the supernatant. Therefore, a method for rapidly separating the cell lysate and the aqueous solution is required.
본 발명에서는 라이소자임만을 사용하여 세포를 용해하며 끓는 물을 사용하는 대신 마이크로파를 조사하기 위하여 전자렌지를 이용하여 세포를 용해시키는 방법을 사용하였다. 전자렌지의 마이크로파의 주파수는 약 2.45GHz로 그 조사시간에 따른 실험결과 30초에서 60초 동안 가열하는 것이 높은 수율로 핵산이 정제되는 효과를 나타내었다. In the present invention, a method of lysing cells using only lysozyme and using a microwave to irradiate microwaves instead of using boiling water was used. The microwave frequency of the microwave was about 2.45GHz, and the results of the experiment showed that heating for 30 to 60 seconds showed that the nucleic acid was purified with high yield.
라이소자임의 첨가량을 비교실험한 결과 0.1㎎이상 첨가하는 경우 원하는 수율로 핵산이 정제되었다. 라이소자임이 0.1㎎미만일 경우 세포벽이 거의 용해되지 않아 충분한 양의 핵산을 획득하기 어렵고 10㎎를 초과할 경우 세포벽용해에 충분한 양을 초과하여 포함되므로 10㎎이하로 함유하는 것이 바람직하다.
As a result of comparing the amount of lysozyme added, the nucleic acid was purified in the desired yield when 0.1 mg or more was added. If the lysozyme is less than 0.1mg, it is difficult to obtain a sufficient amount of nucleic acid because the cell wall is hardly dissolved, and if it exceeds 10mg, it is preferable to contain less than 10mg because it contains more than sufficient amount for cell wall lysis.
도1(a)는 기존의 알칼리 정제방법을 개략적으로 도시한 것이다. 통상적으로 이 방법에 의하여 정제할 경우 총 9단계의 약 30분 이상이 소요되었다. 반면, 도1(b)의 본 발명의 정제방법, 실시예 1에 의할 경우 총 4단계로 4분이 소요되었다. 이는 약 7배이상의 시간이 단축되었으며 종래의 방법에 비하여 단시간에 간단한 공정으로 높은 수율의 핵산이 획득될 수 있는 효과를 보여준 것이다. 특허 실험예 7 및 8에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명에 의하여 정제된 플라스미드 DNA는 기존의 방법에 의하여 정제된 DNA와 비교하였을 때 더 우수한 수율로 획득될 수 있음이 확인되었으며 특히 실험시간이 단축되었지만 정제된 플라스미드 DNA의 순도 및 서열에는 전혀 영향이 없음이 확인되었다.
Figure 1 (a) schematically shows a conventional alkali purification method. Typically, purification by this method took more than about 30 minutes of 9 steps in total. On the other hand, according to the purification method of the present invention of Figure 1 (b), Example 1 took 4 minutes in a total of four steps. This is about 7 times shorter time and shows the effect that a high yield of nucleic acid can be obtained in a simple process in a short time compared to the conventional method. As can be seen in Patent Experimental Examples 7 and 8, it was confirmed that the plasmid DNA purified by the present invention can be obtained in a better yield compared to the DNA purified by the conventional method, and in particular, although the experiment time was shortened. It was confirmed that there was no effect on the purity and sequence of the purified plasmid DNA.
본 발명의 흡착제는 별도의 복잡하고 긴 시간의 원심분리 공정을 거치지 않고 신속하게 비핵산물질을 분리해낼 수 있어 고수율의 핵산을 용이하게 수득할 수 있는 효과를 보여주었다. 특히 본 발명의 정제방법은 라이소자임만을 사용하여 세포를 용해시킬 수 있어 별도의 계면활성제를 사용하지 않아 에탄올 침전과 같은 세척단계가 없이도 용이하게 핵산을 정제할 수 있어 핵산 정제과정을 획기적으로 단축시킬 수 있다.
The adsorbent of the present invention was able to quickly separate non-nucleic acid material without going through a separate complicated long time centrifugation process, and showed an effect of easily obtaining a high yield of nucleic acid. In particular, the purification method of the present invention can lyse cells using only lysozyme, so that the nucleic acid can be easily purified without using a separate surfactant and without a washing step such as ethanol precipitation. have.
도 1의 (a)는 종래의 핵산 추출방법의 개략도이고, (b)는 본 발명에 따른 핵산의 추출방법의 개략도이다.
도 2는 활성탄의 농도별 다른 흡착제를 사용하여 회수된 DNA의 전기영동도이다.
레인 1: 비교예1
레인 2: 실시예1 (활성탄 0.5 mg)
레인 3: 실시예2 (활성탄 1 mg)
레인 4: 실시예3 (활성탄 1.5 mg)
레인 5: 실시예4 (활성탄 2 mg)
레인 6: 비교예2
레인 7: 크기 표시자
도 3은 제올라이트의 농도별 다른 흡착제를 사용하여 회수된 DNA의 전기영동도이다.
레인 1: 비교예 1
레인 2: 실시예5 (제올라이트 2 mg)
레인 3: 실시예6 (제올라이트 4 mg)
레인 4: 실시예7 (제올라이트 6 mg)
레인 5: 실시예8 (제올라이트 8 mg)
레인 6: 비교예 2
레인 7: 크기 표시자
도 4는 활성탄과 제올라이트를 동시에 농도를 달리하여 사용한 경우 회수된 DNA의 전기영동도이다.
레인 1: 비교예1
레인 2: 실시예9 (활성탄 0.5 mg+제올라이트 2 mg)
레인 3: 실시예10 (활성탄 1 mg+ 제올라이트 4 mg)
레인 4: 실시예11 (활성탄 1.5 mg+ 제올라이트 6 mg)
레인 5: 실시예12 (활성탄 2 mg+ 제올라이트 8 mg)
레인 6: 비교예2
레인 7: 크기 표시자
도 5는 제올라이트와 활성탄의 상대적 비율을 달리하여 사용한 경우 회수된 DNA의 전기영동도이다.
레인 1: 실시예13 (활성탄 1 mg + 제올라이트 2 mg)
레인 2: 실시예14 (활성탄 2 mg + 제올라이트 4 mg)
레인 3: 실시예15 (활성탄 4 mg + 제올라이트 4 mg)
레인 4: 실시예16 (활성탄 1 mg + 제올라이트 4 mg)
레인 5: 실시예17 (활성탄 2 mg + 제올라이트 8 mg)
레인 6: 비교예 2
레인 7: 크기 표시자
도 6은 전자렌지 가열시간이 달리한 경우 회수된 DNA의 전기영동도이다.
레인 1: 비교예3
레인 2: 실시예18 (전자렌지 10초 가열)
레인 3: 실시예19 (전자렌지 20초 가열)
레인 4: 실시예20 (전자렌지 30초 가열)
레인 5: 실시예21 (전자렌지 40초 가열)
레인 6: 실시예22 (전자렌지 50초 가열)
레인 7: 실시예23 (전자렌지 60초 가열)
레인 8: 실시예24 (전자렌지 70초 가열)
레인 9: 실시예25 (전자렌지 80초 가열)
레인 10: 비교예2
레인 11: 크기 표시자
도 7은 라이소자임 사용량을 달리한 경우 회수된 DNA의 전기영동도이다. 레인 1: 비교예 4
레인 2: 실시예26 (라이소자임 0.01mg)
레인 3: 실시예27 (라이소자임 0.1mg)
레인 4: 실시예28 (라이소자임 1mg)
레인 5: 크기 표시자
도 8은 정제된 DNA 및 이를 제한효소로 처리한 DNA의 전기영동도이다.
레인 1: 실시예1
레인 2: 실시예1 (제한 효소 EcoRI으로 처리)
레인 3: 비교예1
레인 4: 비교예1(제한 효소 EcoRI으로 처리)
레인 5: 크기 표시자
도 9는 염시서열분석도이다.
Figure 1 (a) is a schematic diagram of a conventional nucleic acid extraction method, (b) is a schematic diagram of a nucleic acid extraction method according to the present invention.
2 is an electrophoretic diagram of DNA recovered using different adsorbents for each concentration of activated carbon.
Lane 1: Comparative Example 1
Lane 2: Example 1 (0.5 mg of activated carbon)
Lane 3: Example 2 (1 mg of activated carbon)
Lane 4: Example 3 (1.5 mg of activated carbon)
Lane 5: Example 4 (2 mg of activated carbon)
Lane 6: Comparative Example 2
Lane 7: size indicator
3 is an electrophoretic diagram of DNA recovered using different adsorbents for each concentration of zeolite.
Lane 1: Comparative Example 1
Lane 2: example 5 (
Lane 3: Example 6 (
Lane 4: Example 7 (
Lane 5: Example 8 (
Lane 6: comparative example 2
Lane 7: size indicator
Figure 4 is an electrophoresis of the recovered DNA when using different concentrations of activated carbon and zeolite at the same time.
Lane 1: Comparative Example 1
Lane 2: Example 9 (0.5 mg of activated carbon + 2 mg of zeolite)
Lane 3: Example 10 (activated
Lane 4: Example 11 (Activated Carbon 1.5 mg +
Lane 5: Example 12 (activated
Lane 6: Comparative Example 2
Lane 7: size indicator
Figure 5 is the electrophoresis of the recovered DNA when using a different ratio of zeolite and activated carbon.
Lane 1: Example 13 (1 mg of activated carbon + 2 mg of zeolite)
Lane 2: Example 14 (2 mg of activated carbon + 4 mg of zeolite)
Lane 3: Example 15 (4 mg of activated carbon + 4 mg of zeolite)
Lane 4: Example 16 (1 mg of activated carbon + 4 mg of zeolite)
Lane 5: Example 17 (2 mg of activated carbon + 8 mg of zeolite)
Lane 6: comparative example 2
Lane 7: size indicator
6 is an electrophoresis diagram of the DNA recovered when the microwave heating time is different.
Lane 1: Comparative Example 3
Lane 2: Example 18 (
Lane 3: Example 19 (microwave 20 seconds heating)
Lane 4: Example 20 (microwave oven 30 seconds heating)
Lane 5: Example 21 (Microwave 40 sec Heating)
Lane 6: Example 22 (Microwave 50 sec Heating)
Lane 7: Example 23 (microwave oven 60 seconds heating)
Lane 8: Example 24 (microwave oven 70 seconds heating)
Lane 9: Example 25 (80 seconds of microwave heating)
Lane 10: comparative example 2
Lane 11: size indicator
Figure 7 is the electrophoresis of the recovered DNA when the amount of lysozyme used. Lane 1: comparative example 4
Lane 2: Example 26 (lysozyme 0.01 mg)
Lane 3: Example 27 (lysozyme 0.1 mg)
Lane 4: Example 28 (
Lane 5: size indicator
8 is an electrophoretic diagram of purified DNA and DNA treated with the restriction enzyme thereof.
Lane 1: Example 1
Lane 2: Example 1 (treated with restriction enzyme EcoRI)
Lane 3: Comparative Example 1
Lane 4: Comparative Example 1 (treated with restriction enzyme EcoRI)
Lane 5: size indicator
9 is a saline sequence analysis.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 자세히 설명하고자 한다. 하기의 실시예는 하나의 예시일 뿐 실시예에 한정하지 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The following examples are illustrative only and are not intended to be limiting.
실시예 1Example 1
핵산(플라스미드 DNA) 정제 프로토콜Nucleic Acid (Plasmid DNA) Purification Protocol
pBluscript와 pBluscript기원의 6 kbp 크기의 플라스미드로 형질전환된 대장균 DH5a를 100㎍/ml의 앰피실린이 포함된 1L의 LB 배양액(LB broth, 10g 트립톤, 5g 이스트 추출물, 10g 염화나트륨)에 종균한 후 37℃의 온도에서 18시간 진탕 배양하였다. 상기 대장균 진탕 배양액 1.5ml 씩을 1.5ml 튜브에 각각 분주하여 원심분리하여 침전시켜 세포괴 상태로 -20℃에 보관하면서 필요한 경우 꺼내 사용하였다. 모든 시약은 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)로부터 구입하여 사용하였다.
E. coli DH5a transformed with a 6 kbp plasmid derived from pBluscript and pBluscript was seeded in 1 L LB culture medium (LB broth, 10 g tryptone, 5 g yeast extract, 10 g sodium chloride) containing 100 μg / ml ampicillin. Shake culture was performed for 18 hours at a temperature of 37 ℃. 1.5 ml of each of the E. coli shake cultures was dispensed into 1.5 ml tubes and centrifuged to precipitate and stored at −20 ° C. in a cell mass, if necessary, to be taken out. All reagents were purchased from Sigma-Aldrich and used.
상기의 방법으로 분주된 배양 세포괴에 TE(Tris-HCl 10mM, 1mM EDTA, pH8.0) 완충용액 100μl를 넣고 볼택싱(vortexing)으로 10초간 교반하여 세포를 완전히 현탁시켰다. 활성탄 0.5㎎를 칼럼에 적재하기 위하여 증류수에 현탁한 후 칼럼에 적제하고 건조기에서 수분을 말렸다. 세포현탁액을 활성탄 0.5㎎의 흡착제가 적제된 컬럼에 옮긴 후 라이소자임(lysozyme) 1mg을 첨가하여 10초간 교반하고 마이크로파를 조사하기 위하여 전자렌지에서 40초 가열 한 후 상온에서 2분간 13,000rpm으로 원심 분리하여 플라스미드 DNA를 용출하였다.
100 μl of TE (Tris-
실시예 2 -17 Example 2 -17
상기 실시예 1의 세포현탁액을 활성탄 0.5 ㎎ 대신에 표1과 같이 하기 성분의 흡착제를 포함하는 컬럼에 통과시키는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.The cell suspension of Example 1 was passed in the same manner as in Example 1 except for passing through 0.5 mg of activated carbon through a column containing an adsorbent of the following components.
상기 실시예 16 및 17은 각각 실시예 10 및 12와 동일한 조건으로 실시하였다.
Examples 16 and 17 were carried out under the same conditions as in Examples 10 and 12, respectively.
실시예 18 - 25Examples 18-25
상기 실시예 1의 세포현탁액을 활성탄 0.5 ㎎ 대신에 활성탄 2㎎ 및 제올라이트 4㎎의 흡착제를 포함하는 컬럼에 통과시키고 마이크로파의 조사시간을 표2와 같이 달리하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.The cell suspension of Example 1 was passed through a column containing 2 mg of activated carbon and 4 mg of zeolite adsorbent instead of 0.5 mg of activated carbon, and the irradiation time of microwaves was changed in the same manner as in Example 1 except that It was.
실시예 26 - 28Examples 26-28
상기 실시예 1의 세포현탁액을 활성탄 0.5 ㎎ 대신에 활성탄 2㎎ 및 제올라이트 4㎎의 흡착제를 포함하는 컬럼에 통과시키고 라이소자임의 사용량을 표3과 같이 달리하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.The cell suspension of Example 1 was passed through a column containing 2 mg of activated carbon and 4 mg of zeolite adsorbent instead of 0.5 mg of activated carbon, and the amount of lysozyme used was changed in the same manner as in Example 1. .
비교예 1Comparative Example 1
상기 실시예 1의 세포 현탁액에 흡착제를 전혀 사용하지 않는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 한번 정제해놓은 샘플을 계속 사용하지 않고 매번 실험을 같이 한 후 분석하였습니다.
The same procedure as in Example 1 was carried out except that no adsorbent was used in the cell suspension of Example 1. Instead of using the sample once purified, it was analyzed after each experiment.
비교예 2Comparative Example 2
상기 실시예 1과 동량의 세포괴를 ㈜진올(GeneAll)로부터 구입한 Hybrid-Q Plasmid mini kit를 이용하여 제조사가 제공한 방법에 따라서 알칼리용해법을 이용하여 플라스미드 DNA를 정제하였다.
Plasmid DNA was purified by alkaline lysis according to the method provided by the manufacturer using the Hybrid-Q Plasmid mini kit purchased from GeneAll Co., Ltd. in the same cell mass as in Example 1.
비교예 3Comparative Example 3
상기 실시예 1의 세포현탁액을 활성탄 0.5 ㎎ 대신에 활성탄 2㎎ 및 제올라이트 4㎎의 흡착제를 포함하는 컬럼에 통과시키고 마이크로파를 전혀 조사하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
The cell suspension of Example 1 was passed through a column containing 2 mg of activated carbon and 4 mg of zeolite adsorbent instead of 0.5 mg of activated carbon, and was subjected to the same method as Example 1 except that no microwave was irradiated.
비교예 4Comparative Example 4
상기 실시예 1의 세포현탁액을 활성탄 0.5 ㎎ 대신에 활성탄 2㎎ 및 제올라이트 4㎎의 흡착제를 포함하는 컬럼에 통과시키고 라이소자임을 사용하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
The cell suspension of Example 1 was passed through a column containing 2 mg of activated carbon and 4 mg of zeolite adsorbent instead of 0.5 mg of activated carbon, and was carried out in the same manner as in Example 1 except that lysozyme was not used.
실험예 1Experimental Example 1
활성탄으로 이루어진 흡착제의 농도별 핵산정제에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 실시예 1 내지 4의 용출된 플라스미드 DNA 용액 중 2μl를 취하여 0.9% 아가로즈 겔을 이용하여 0.5x TAE 완충용액 내에서 전기영동 분석법으로 분리하였으며, 에티듐 브로마이드(ethidium bromide)로 염색하여 자외선 조사방법으로 확인하였다. 그리고 비교실험을 위하여 상기 비교예 1 및 2의 용출된 플라스미드 DNA 용액에 대해서도 동일하게 분석하였다. 그 전기영동 분석결과는 도2에 나타내었으며 그 레인번호에 따른 실시예 또는 비교예는 다음의 표4와 같다.In order to observe the effect on the concentration of nucleic acid purification of the adsorbent consisting of activated carbon, 2 μl of the eluted plasmid DNA solution of Examples 1 to 4 was taken and subjected to electrophoresis analysis in 0.5x TAE buffer using 0.9% agarose gel. It was isolated and stained with ethidium bromide and confirmed by ultraviolet irradiation. And for the comparative experiments, the eluted plasmid DNA solutions of Comparative Examples 1 and 2 were analyzed in the same manner. The electrophoretic analysis results are shown in FIG. 2, and the examples or comparative examples according to the lane numbers are shown in Table 4 below.
도 2에서 볼수 있는 바와 같이 활성탄을 1-2㎎을 첨가하였을 경우 상용화된 제품과 비교하여 유사한 수율로 정제되어지는 것을 확인할 수 있었다.
As can be seen in FIG. 2, when 1-2 mg of activated carbon was added, it was confirmed that the product was purified in a similar yield compared to a commercialized product.
실험예 2Experimental Example 2
제올라이트로 이루어진 흡착제의 농도별 핵산정제에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 실시예 5 내지 8의 용출된 플라스미드 DNA 용액 중 2μl를 취하여 0.9% 아가로즈 겔을 이용하여 0.5x TAE 완충용액 내에서 전기영동 분석법으로 분리하였으며, 에티듐 브로마이드(ethidium bromide)로 염색하여 자외선 조사방법으로 확인하였다. 그리고 비교실험을 위하여 상기 비교예 1 및 2의 용출된 플라스미드 DNA 용액에 대해서도 동일하게 분석하였다. 그 전기영동 분석결과는 도3에 나타내었으며 그 레인번호에 따른 실시예 또는 비교예는 다음의 표5와 같다.
In order to observe the effect on the concentration of nucleic acid purification of the adsorbent consisting of zeolite, 2μl of the eluted plasmid DNA solution of Examples 5 to 8 was taken and subjected to electrophoresis analysis in 0.5x TAE buffer using 0.9% agarose gel. It was isolated and stained with ethidium bromide and confirmed by ultraviolet irradiation. And for the comparative experiments, the eluted plasmid DNA solutions of Comparative Examples 1 and 2 were analyzed in the same manner. The electrophoretic analysis results are shown in FIG. 3 and the examples or comparative examples according to the lane numbers are shown in Table 5 below.
도 3에서 볼수 있는 바와 같이 활성탄을 4-8㎎을 첨가하였을 경우 상용화된 제품과 비교하여 유사한 수율로 정제되어지는 것을 확인할 수 있었다.
As can be seen in Figure 3, when 4-8 mg of activated carbon was added, it was confirmed that the product was purified in a similar yield as compared to commercialized products.
실험예 3Experimental Example 3
활성탄과 제올라이트로 이루어진 흡착제의 농도별 핵산정제에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 실시예 9 내지 12의 용출된 플라스미드 DNA 용액 중 2μl를 취하여 0.9% 아가로즈 겔을 이용하여 0.5x TAE 완충용액 내에서 전기영동 분석법으로 분리하였으며, 에티듐 브로마이드(ethidium bromide)로 염색하여 자외선 조사방법으로 확인하였다. 그리고 비교실험을 위하여 상기 비교예 1 및 2의 용출된 플라스미드 DNA 용액에 대해서도 동일하게 분석하였다. 그 전기영동 분석결과는 도4에 나타내었으며 그 레인번호에 따른 실시예 또는 비교예는 다음의 표6와 같다.In order to observe the effect of sorbent consisting of activated carbon and zeolite on nucleic acid purification by concentration, 2 μl of the eluted plasmid DNA solution of Examples 9-12 was taken and electrophoresed in 0.5 × TAE buffer using 0.9% agarose gel. It was isolated by analytical method, stained with ethidium bromide, and confirmed by ultraviolet irradiation. And for the comparative experiments, the eluted plasmid DNA solutions of Comparative Examples 1 and 2 were analyzed in the same manner. The electrophoretic analysis results are shown in FIG. 4, and the examples or comparative examples according to the lane numbers are shown in Table 6 below.
도 4에서 볼수 있는 바와 같이 활성탄과 제올라이트를 동시에 사용하는 흡착제의 경우 상용화된 제품과 비교하였을 때 유사하거나 더 우수한 수율로 정제되어지는 것을 확인할 수 있었다.
As can be seen in FIG. 4, the adsorbent using both activated carbon and zeolite at the same time was confirmed to be purified in a similar or better yield when compared to commercialized products.
실험예 4Experimental Example 4
활성탄과 제올라이트로 이루어진 흡착제의 농도별 또는 양 성분의 상대적인 비율이 핵산정제에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 실시예 13 내지 17의 용출된 플라스미드 DNA 용액 중 2μl를 취하여 0.9% 아가로즈 겔을 이용하여 0.5x TAE 완충용액 내에서 전기영동 분석법으로 분리하였으며, 에티듐 브로마이드(ethidium bromide)로 염색하여 자외선 조사방법으로 확인하였다. 그리고 비교실험을 위하여 상기 비교예 2의 용출된 플라스미드 DNA 용액에 대해서도 동일하게 분석하였다. 그 전기영동 분석결과는 도5에 나타내었으며 그 레인번호에 따른 실시예 또는 비교예는 다음의 표7와 같다.In order to observe the effect of the concentration or relative ratio of both components of the adsorbent consisting of activated carbon and zeolite on nucleic acid purification, 2 μl of the eluted plasmid DNA solution of Examples 13 to 17 was taken and 0.5x using 0.9% agarose gel. It was isolated by electrophoretic analysis in TAE buffer solution, and stained with ethidium bromide and confirmed by UV irradiation. And for the comparative experiments, the eluted plasmid DNA solution of Comparative Example 2 was analyzed in the same manner. The electrophoretic analysis results are shown in FIG. 5, and the examples or comparative examples according to the lane numbers are shown in Table 7 below.
도 5에서 볼 수 있는 바와 같이 활성탄과 제올라이트를 동일한 비율로 사용하거나 제올라이트를 활성탄의 2배를 사용하는 경우 그 수율이 증가하는 것을 확인할 수 있으며 특히, 활성탄 2㎎과 제올라이트 4㎎을 사용하는 경우 가장 높은 수율로 정제되는 것을 확인할 수 있었다.
As can be seen in Figure 5 when using the same ratio of activated carbon and zeolite or using zeolite twice the activated carbon it can be seen that the yield is increased, especially when using 2 mg and 4 mg zeolite activated carbon It was confirmed that the purified in high yield.
실험예 5Experimental Example 5
마이크로파의 조사시간에 따른 핵산 정제에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 전자레인지의 작동시간을 10초 단위로 증가시켜 실험한 실시예 18 내지 25의 용출된 플라스미드 DNA 용액 중 2μl를 취하여 0.9% 아가로즈 겔을 이용하여 0.5x TAE 완충용액 내에서 전기영동 분석법으로 분리하였으며, 에티듐 브로마이드(ethidium bromide)로 염색하여 자외선 조사방법으로 확인하였다. 그리고 비교실험을 위하여 전자레인지로 가열하지 않은 상기 비교예 3의 용출된 플라스미드 DNA 용액에 대해서도 동일하게 분석하였다. 그 전기영동 분석결과는 도6에 나타내었으며 그 레인번호에 따른 실시예 또는 비교예는 다음의 표8와 같다.In order to observe the effect on the purification of nucleic acid according to the irradiation time of microwave, 2 μl of the eluted plasmid DNA solution of Examples 18 to 25, which were experimented by increasing the operating time of the microwave oven by 10 seconds, was used to prepare a 0.9% agarose gel. It was isolated by electrophoresis analysis in 0.5x TAE buffer solution, and stained with ethidium bromide and confirmed by UV irradiation. And for the comparative experiments, the eluted plasmid DNA solution of Comparative Example 3 which was not heated in the microwave was analyzed in the same manner. The electrophoretic analysis results are shown in FIG. 6, and the examples or comparative examples according to the lane numbers are shown in Table 8 below.
도 6에서 볼 수 있는 바와 같이 세포용해가 충분히 일어나기 위해서는 30초 이상 가열하는 것이 필요하였으며 60초를 초과하는 경우 용액이 끊고 넘치게 되어 오히려 수율이 감소하였다. 따라서, 작동시간은 30초에서 60초가 우수한 정제 수율을 보여주는 것을 확인할 수 있었다.
As can be seen in Figure 6, in order for the cell lysis to occur sufficiently, it was necessary to heat for 30 seconds or more, and in excess of 60 seconds, the solution was cut off and overflowed, rather the yield decreased. Therefore, the operation time was found to show excellent purification yield from 30 seconds to 60 seconds.
실험예 6Experimental Example 6
라이소자임의 사용량에 따른 핵산 정제에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 라이소자임의 사용량을 달리하여 실험한 실시예 26 내지 28의 용출된 플라스미드 DNA 용액 중 2μl를 취하여 0.9% 아가로즈 겔을 이용하여 0.5x TAE 완충용액 내에서 전기영동 분석법으로 분리하였으며, 에티듐 브로마이드(ethidium bromide)로 염색하여 자외선 조사방법으로 확인하였다. 그리고 비교실험을 위하여 라이소자임을 전혀 첨가하지 않은 상기 비교예 4의 용출된 플라스미드 DNA 용액에 대해서도 동일하게 분석하였다. 그 전기영동 분석결과는 도7에 나타내었으며 그 레인번호에 따른 실시예 또는 비교예는 다음의 표9와 같다.In order to observe the effect of lysozyme on nucleic acid purification according to the amount of lysozyme, 2 μl of the eluted plasmid DNA solution of Examples 26 to 28, which were experimented with different amounts of lysozyme, was taken, and 0.5x TAE buffer solution using 0.9% agarose gel. It was separated by electrophoresis analysis, and stained with ethidium bromide and confirmed by ultraviolet irradiation. And for the comparative experiments were also analyzed for the eluted plasmid DNA solution of Comparative Example 4 which was not added lysozyme at all. The electrophoretic analysis results are shown in FIG. 7, and the examples or comparative examples according to the lane numbers are shown in Table 9 below.
도 7에서 볼 수 있는 바와 같이 비교예 4에서는 라이소자임을 첨가하지 않았기 때문에 세포 용해가 되지 않아 핵산이 거의 정제되지 않았으며 라이소자임을 0.1㎎이상 사용한 경우 높은 수율로 핵산이 정제되는 것을 확인할 수 있었다.
As can be seen in Figure 7, in Comparative Example 4, since the lysozyme was not added, the cell was not lysed and the nucleic acid was hardly purified. When the lysozyme was used at 0.1 mg or more, the nucleic acid was purified in a high yield.
실험예 7Experimental Example 7
상기 실시예1 및 비교예 2에 따라 정제된 핵산의 순도를 확인하기 위하여 각각의 플라스미드 DNA 및 이들을 제한효소 EcoR1으로 처리한 DNA를 각각 전기영동 분석하였다. 도 8은 그 분석결과이며 그 레인번호에 따른 실시예 또는 비교예는 다음의 표10과 같다.In order to confirm the purity of the purified nucleic acids according to Example 1 and Comparative Example 2, each plasmid DNA and DNA treated with the restriction enzyme EcoR1 were subjected to electrophoresis analysis. FIG. 8 shows the result of the analysis. Examples or comparative examples according to the lane numbers are shown in Table 10 below.
도8에서 확인된 바와 같이 본 발명의 흡착제를 이용하여 정제하는 경우 상용화된 제품을 사용한 결과보다 우수한 수율 및 순도로 핵산을 수득할 수 있음을 확인되었다.
As confirmed in Figure 8 it was confirmed that when purified using the adsorbent of the present invention can be obtained nucleic acid in a better yield and purity than the result of using a commercialized product.
실험예 8Experimental Example 8
상기 실시예 1 및 비교예 2에 따라 정제된 핵산의 서열을 확인하기 위하여 수거된 핵산을 (주)제노텍에 의뢰하여 유전자 서열을 분석하였다. 도9의 염기서열분석도에서 (a)는 비교예 2의 플라스미드 DNA유전자 서열이며 (b)는 실시예 1의 플라스미드 DNA유전자 서열이다. 양 서열은 정확히 일치되어 동일한 핵산이 정제되는 것을 확인할 수 있었다.
In order to confirm the sequence of the nucleic acid purified according to Example 1 and Comparative Example 2, the collected nucleic acid was commissioned by Genotech Co., Ltd. to analyze the gene sequence. In FIG. 9, (a) is a plasmid DNA gene sequence of Comparative Example 2 and (b) is a plasmid DNA gene sequence of Example 1. FIG. Both sequences were exactly matched to confirm that the same nucleic acid was purified.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니므로 본 발명의 기술적 사상의 범위가 본 실시예로 한정되지는 않을 것이다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이며 특허청구범위에 기재된 기술적 구성과 동등한 범위내에 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, and thus the scope of the technical idea of the present invention is not limited to this embodiment. The scope of protection of the present invention should be construed in accordance with the following claims and all technical ideas within the technical scope of the claims should be construed as falling within the scope of the present invention.
Claims (26)
A method of purifying nucleic acid from a biological sample, comprising: a) centrifuging a biological sample to recover cells and suspending them in a buffer; b) lysing the cells in a suspension containing the adsorbent and then passing the column to purify the nucleic acid; And c) recovering the purified nucleic acid.
The method according to claim 12, wherein in step b), lysozyme is added and microwaves are lysed to dissolve the cell suspension.
The method of claim 13, wherein the microwave is irradiated for 30 to 60 seconds.
The method of claim 13, wherein the lysozyme is added at 0.1-10 mg.
상기 흡착제는 제올라이트, 활성탄, 벤토나이트, 백토 및 황토로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 정제방법.
13. The method of claim 12,
The adsorbent comprises at least one selected from the group consisting of zeolite, activated carbon, bentonite, clay and loess.
상기 흡착제는 핵산을 분리하기 위한 비핵산 물질을 흡착하는 것을 특징으로 하는 정제방법.
17. The method of claim 16,
The adsorbent is a purification method characterized in that for adsorbing the non-nucleic acid material for separating the nucleic acid.
상기 흡착제의 입경은 50~250 메쉬인 것을 특징으로 하는 정제방법.
17. The method of claim 16,
Purification method characterized in that the particle size of the adsorbent is 50 ~ 250 mesh.
상기 핵산은 게놈 DNA, RNA, 플라스미드 DNA, mRNA 및 rRNA 로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 정제방법.
17. The method of claim 16,
The nucleic acid is at least one selected from the group consisting of genomic DNA, RNA, plasmid DNA, mRNA and rRNA.
상기 핵산은 플라스미드 DNA인 것을 특징으로 하는 정제방법.
20. The method of claim 19,
Purification method characterized in that the nucleic acid is plasmid DNA.
상기 흡착제는 제올라이트 및 활성탄을 1:1 내지 4:1로 포함하는 것을 특징으로 하는 정제방법.
17. The method of claim 16,
The adsorbent is a purification method comprising a zeolite and activated carbon in a 1: 1 to 4: 1.
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