RU2232768C2 - Method for isolating deoxyribonucleic acids - Google Patents

Method for isolating deoxyribonucleic acids Download PDF

Info

Publication number
RU2232768C2
RU2232768C2 RU2002126328/04A RU2002126328A RU2232768C2 RU 2232768 C2 RU2232768 C2 RU 2232768C2 RU 2002126328/04 A RU2002126328/04 A RU 2002126328/04A RU 2002126328 A RU2002126328 A RU 2002126328A RU 2232768 C2 RU2232768 C2 RU 2232768C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dna
sorbent
solution containing
buffer solution
twice
Prior art date
Application number
RU2002126328/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002126328A (en
Inventor
П.П. Лактионов (RU)
П.П. Лактионов
С.Н. Тамкович (RU)
С.Н. Тамкович
П.А. Симонов (RU)
П.А. Симонов
Е.Ю. Рыкова (RU)
Е.Ю. Рыкова
В.В. Власов (RU)
В.В. Власов
Original Assignee
Лактионов Павел Петрович
Власов Валентин Викторович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лактионов Павел Петрович, Власов Валентин Викторович filed Critical Лактионов Павел Петрович
Priority to RU2002126328/04A priority Critical patent/RU2232768C2/en
Publication of RU2002126328A publication Critical patent/RU2002126328A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2232768C2 publication Critical patent/RU2232768C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: preparative biochemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a method for isolating deoxyribonucleic acids that involves adsorption of deoxyribonucleic acids on silicate sorbent in the presence of chaotropic agent, separation and washing out sorbent and the following elution of nucleic acids from sorbent. Small-dispersed meshed glass treated with 3.5-7.0% hydrofluoric acid solution for 2-6 h is used as sorbent. Washing out sorbent is carried out firstly twice with buffer solution containing chaotropic agent and then twice with buffer solution containing 25% of isopropyl alcohol. Elution is carried out with buffer solution containing 5-50 mM of hydrocarbonate ions at pH 8.0-10.0. Method provides simplifying a procedure, reducing time for isolating DNA, enhancing the yield of the end product and carrying out the isolation both low-molecular and high-molecular DNA fractions.
EFFECT: improved isolating method.
3 cl, 2 dwg, 3 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области биотехнологии и молекулярной биологии, а именно к способу выделения и очистки дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) с помощью силикатных сорбентов из биологических жидкостей и иных образцов. Выделение ДНК предложенным способом может быть использовано для молекулярно-биологических исследований, таких как определение концентрации, состава, рестрикционного анализа, ПЦР-анализа ДНК, а также в практической медицине (диагностика наследственных заболеваний человека, судебная медицина, генная дактилоскопия).The invention relates to the field of biotechnology and molecular biology, and in particular to a method for the isolation and purification of deoxyribonucleic acids (DNA) using silicate sorbents from biological fluids and other samples. DNA isolation by the proposed method can be used for molecular biological studies, such as determining the concentration, composition, restriction analysis, PCR analysis of DNA, as well as in practical medicine (diagnosis of human hereditary diseases, forensic medicine, gene fingerprinting).

Получение высокоочищенных ДНК является важной проблемой в молекулярной биологии. Для получения ДНК из биологических жидкостей используют такие методы, как центрифугирование в градиенте CsCl2, гель-фильтрацию, обработку фенолом и осаждение спиртом. Эти методы отличаются длительностью, многостадийностью и трудоемкостью.Obtaining highly purified DNA is an important problem in molecular biology. Methods such as CsCl 2 gradient centrifugation, gel filtration, phenol treatment and precipitation with alcohol are used to obtain DNA from biological fluids. These methods are distinguished by their duration, multi-stage and laboriousness.

Известен способ выделения ДНК из клинических образцов с использованием мелкодисперсного (МС) мешированного (стандартизованного по размеру) стекла (ММС) [Beld M., Sol С., Goudsmit Fractionation of nucleic acids into single-stranded and double-stranded forms. //Nucl. Acids Res. 1996. v. 24. p. 2618-2619]. Способ заключается в том, что ДНК адсорбируют из буферного раствора, содержащего 4 М тиоцианат гуанидина (GuSCN), 0,1 М ЭДТА (рН 8,0) в течение 10 мин, затем отделяют силикатный сорбент центрифугированием (30 с при 1000 g), промывают силикатный сорбент дважды буфером для адсорбции, дважды 70% этанолом и один раз ацетоном. Силикатный сорбент сушат в течение 10 мин при 56°С, а затем элюируют ДНК инкубацией с буфером, содержащим 10 мМ трис-HCl, 10мМ ЭДТА (рН 8.0) (ТЕ-буфер) при нагревании до 56°С в течение 10 мин.A known method of DNA extraction from clinical samples using finely dispersed (MS) mixed (standardized by size) glass (MMS) [Beld M., Sol C., Goudsmit Fractionation of nucleic acids into single-stranded and double-stranded forms. // Nucl. Acids Res. 1996. v. 24. p. 2618-2619]. The method consists in the fact that DNA is adsorbed from a buffer solution containing 4 M guanidine thiocyanate (GuSCN), 0.1 M EDTA (pH 8.0) for 10 min, then the silicate sorbent is separated by centrifugation (30 s at 1000 g), wash the silicate sorbent twice with adsorption buffer, twice with 70% ethanol and once with acetone. The silicate sorbent is dried for 10 min at 56 ° C, and then the DNA is eluted by incubation with a buffer containing 10 mM Tris-HCl, 10 mM EDTA (pH 8.0) (TE buffer) while heating to 56 ° C for 10 min.

Недостатками данного способа является длительность выделения ДНК (30-40 мин), низкая сорбционная емкость силикатного сорбента (на 1 мг ММС адсорбируется 0,5 мкг ДНК). Данный способ позволяет выделить ДНК длиной более 40 т.п.н., при этом удается элюировать с силикатного сорбента не более 40-50% ДНК в связи с тем, что 50-60% адсорбированной ДНК необратимо связывается с ММС. Таким образом, выход ДНК длиной не менее 40 т.п.н. составляет от 40 до 50%.The disadvantages of this method are the duration of DNA extraction (30-40 min), low sorption capacity of the silicate sorbent (0.5 μg of DNA is adsorbed per 1 mg of MMS). This method allows you to select DNA with a length of more than 40 TPN, while it is possible to elute from the silicate sorbent no more than 40-50% of the DNA due to the fact that 50-60% of the adsorbed DNA irreversibly binds to MMS. Thus, a DNA yield of at least 40 kbp makes up from 40 to 50%.

Известен способ выделения ДНК из биологических жидкостей, в котором используют силикатный сорбент, обработанный азотной кислотой [Short protocols in molecular biology, Wiley, 1995]. Для этого МС обрабатывают в течение часа концентрированной HNO3, затем отмывают водой. Адсорбцию ДНК на данное стекло и элюцию с силикатного сорбента осуществляют в условиях описанного аналога 1.A known method of DNA extraction from biological fluids, which use a silicate sorbent treated with nitric acid [Short protocols in molecular biology, Wiley, 1995]. For this, MS is treated with concentrated HNO 3 for one hour, then washed with water. The adsorption of DNA on a given glass and elution from a silicate sorbent is carried out under the conditions of the described analogue 1.

Недостатками данного способа является длительность выделения ДНК (30-40 мин), низкая сорбционная емкость силикатного сорбента (на 1 мг МС адсорбируется 0,5 мкг ДНК). Данный способ позволяет выделить ДНК длиной более 40 т.п.н., при этом удается элюировать с силикатного сорбента не более 40-50% в связи с тем, что 50-60% адсорбированной ДНК необратимо связывается с МС. Таким образом, выход ДНК длиной не менее 40 т.п.н. составляет от 40 до 50%.The disadvantages of this method are the duration of DNA extraction (30-40 min), low sorption capacity of the silicate sorbent (0.5 μg of DNA is adsorbed per 1 mg of MS). This method allows you to select DNA with a length of more than 40 TPN, while it is possible to elute from the silicate sorbent no more than 40-50% due to the fact that 50-60% of the adsorbed DNA irreversibly binds to MS. Thus, a DNA yield of at least 40 kbp makes up from 40 to 50%.

Известен способ выделения ДНК, включающий адсорбцию ДНК на аэросиле (А-300) в среде хаотропного агента, отделение сорбента и связанной с ним ДНК, элюцию ДНК с аэросила и очистку целевого продукта. При этом аэросил вносят в раствор, содержащий ДНК до конечной концентрации 0,3-0,6%, для выделения однонитевой ДНК и РНК, используют среду с содержанием 0,5-2 М GuSCN, а для выделения двунитевой ДНК используют среду с содержанием 4 М GuSCN [Патент РФ №2119954, кл. С 12 N 15/10, С 07 Н 21/04, опубл. 10.10.98].A known method of DNA extraction, including the adsorption of DNA on Aerosil (A-300) in a chaotropic agent, the separation of the sorbent and its associated DNA, the elution of DNA from Aerosil and purification of the target product. In this case, Aerosil is introduced into a solution containing DNA to a final concentration of 0.3-0.6%, to isolate single-stranded DNA and RNA, use a medium with a content of 0.5-2 M GuSCN, and to isolate double-stranded DNA, a medium with a content of 4 M GuSCN [RF Patent No. 2119954, cl. C 12 N 15/10, C 07 H 21/04, publ. 10/10/98].

Недостатками данного способа являются его длительность и трудоемкость.The disadvantages of this method are its duration and complexity.

Наиболее близким к заявленному способу - прототипом является способ выделения ДНК из форменных элементов крови [Boom R. et al. "Rapid and simple method for purification nucleic acids". J.Clin. Microbiol. 1990, v.28, p.495-503]. Для адсорбции ДНК используют ММС. Способ включает следующие стадии: ДНК адсорбируют из буферного раствора, содержащего 5,4 М GuSCN, 105 мМ ЭДТА, 53 мМ трис-НСl (рН 7,3), 1,12% тритон Х-100 в течение 10 мин. Затем силикатный сорбент осаждают центрифугированием (15 с при 12000g), промывают дважды буфером, содержащим 5,4 М GuSCN, 53 мМ трис-НСl, рН 6,4, и затем один раз этанолом. Силикатный сорбент сушат в течение 10 мин при 56°С, а затем элюируют адсорбированную ДНК инкубацией с ТЕ-буфером в течение 10 мин при нагревании до 56°С.Closest to the claimed method, the prototype is a method for isolating DNA from blood cells [Boom R. et al. "Rapid and simple method for purification nucleic acids." J. Clin. Microbiol. 1990, v. 28, p. 495-503]. For adsorption of DNA using MMS. The method includes the following steps: DNA is adsorbed from a buffer solution containing 5.4 M GuSCN, 105 mM EDTA, 53 mM Tris-Hcl (pH 7.3), 1.12% Triton X-100 for 10 minutes. Then, the silicate sorbent is precipitated by centrifugation (15 s at 12000 g), washed twice with buffer containing 5.4 M GuSCN, 53 mm Tris-Hcl, pH 6.4, and then once with ethanol. The silicate sorbent is dried for 10 min at 56 ° C, and then adsorbed DNA is eluted by incubation with TE buffer for 10 min when heated to 56 ° C.

Недостатками данного способа является недостаточный выход целевого продукта из-за низкой сорбционной емкости силикатного сорбента (на 1 мг ММС адсорбируется 0,5 мкг ДНК). Данный способ позволяет выделить ДНК длиной более 50 т.п.н., при этом удается элюировать с силикатного сорбента не более 40-50% в связи с тем, что 50-60% адсорбированной ДНК необратимо связывается с ММС. Таким образом, выход ДНК длиной не менее 50 т.п.н. составляет от 48±4%, причем ДНК с низкой молекулярной массой выделяется значительно менее эффективно.The disadvantages of this method is the insufficient yield of the target product due to the low sorption capacity of the silicate sorbent (0.5 μg of DNA is adsorbed per 1 mg of MMS). This method allows you to select DNA with a length of more than 50 TPN, while it is possible to elute from the silicate sorbent no more than 40-50% due to the fact that 50-60% of the adsorbed DNA irreversibly binds to MMS. Thus, a DNA yield of at least 50 kbp from 48 ± 4%, and DNA with a low molecular weight is allocated much less efficiently.

Технической задачей изобретения является повышение выхода целевого продукта за счет более эффективной адсорбции ДНК, повышение функциональных возможностей способа за счет обеспечения возможности выделения широкого спектра ДНК длиной от 50 п.н. до высокомолекулярных фракций и уменьшение длительности процесса.An object of the invention is to increase the yield of the target product due to more efficient adsorption of DNA, increasing the functionality of the method by providing the ability to isolate a wide range of DNA with a length of 50 bp to high molecular weight fractions and a decrease in the duration of the process.

Поставленная задача достигается предлагаемым способом, который заключается в инкубировании биологического образца с заранее обработанным силикатным сорбентом в растворе хаотропного агента, отмывке силикатного сорбента от биополимеров ненуклеотидной природы и последующей элюции ДНК раствором, содержащим ионы бикарбоната. Супернатант представляет собой раствор очищенной ДНК, пригодной для молекулярно-биологических исследований без дополнительных стадий очистки и концентрирования.The problem is achieved by the proposed method, which consists in incubating a biological sample with a pre-treated silicate sorbent in a solution of a chaotropic agent, washing the silicate sorbent from non-nucleotide biopolymers and subsequent elution of the DNA with a solution containing bicarbonate ions. The supernatant is a solution of purified DNA, suitable for molecular biological studies without additional stages of purification and concentration.

Время выделения ДНК данным способом составляет 8-10 минут. Способ обеспечивает выделение ДНК длиной от 50 п.н. до высокомолекулярных фракции из биологических образцов с высокой эффективностью и не зависит от концентрации ДНК в образце. Способ обеспечивает количественную элюцию ДНК, адсорбированной на обработанное мелкодисперсное мишированное стекло (ОММС).DNA isolation time by this method is 8-10 minutes. The method provides the selection of DNA with a length of 50 bp to high molecular weight fractions from biological samples with high efficiency and does not depend on the concentration of DNA in the sample. The method provides a quantitative elution of DNA adsorbed onto a processed finely divided glass (OMMS).

Способ включает следующую последовательность стадий:The method includes the following sequence of steps:

1) предварительная обработка ММС 3,5-7% плавиковой кислотой (HF) в течение 2-6 ч с последующей отмывкой частиц стекла и высушиванием обработанного ММС (ОММС);1) pre-treatment of MMS with 3.5-7% hydrofluoric acid (HF) for 2-6 hours, followed by washing the glass particles and drying the treated MMS (OMMS);

2) выделение ДНК из биологических жидкостей путем связывания ДНК с ОММС в среде, содержащей хаотропный агент (9 М GuSCN, 40 мМ ЭДТА, 10 мМ трис-HCl, рН 6,4);2) DNA extraction from biological fluids by binding DNA to OMMS in a medium containing a chaotropic agent (9 M GuSCN, 40 mm EDTA, 10 mm Tris-HCl, pH 6.4);

3) отделение ОММС и связанной с ним ДНК путем центрифугирования при 1000g в течение 10 сек;3) separation of OMMS and its associated DNA by centrifugation at 1000g for 10 sec;

4) промывание ОММС и связанной с ним ДНК дважды буферным раствором, содержащим 4,5 М GuSCN, 20 мМ ЭДТА, 10 мМ трис-HCl, рН 6,4, и дважды буферным раствором, содержащим 25% изопропанола, 100 мМ Nad, 10 мМ трис-HCl, рН 8,0;4) washing OMMS and associated DNA twice with a buffer solution containing 4.5 M GuSCN, 20 mm EDTA, 10 mm Tris-HCl, pH 6.4, and twice with a buffer solution containing 25% isopropanol, 100 mm Nad, 10 mM Tris-HCl, pH 8.0;

5) элюцию ДНК с ОММС буферными растворами, содержащими 5-50 мМ ионов бикарбоната (НСО3), рН 8,0-10,0.5) elution of DNA with OMMS buffer solutions containing 5-50 mm bicarbonate ions (HCO 3 ), pH 8.0-10.0.

Использование изобретения позволяет повысить выход ДНК (с 0,5 до 2,5 мкг дц-ДНК на 1 мг силикатного сорбента), выделяемой при помощи силикатных сорбентов из биологических проб, обеспечивая количественное выделение ДНК, что позволяет уменьшить количество биологического материала, используемого для выделения ДНК с целью последующей амплификации или иного исследования. В табл. 1 представлены данные по элюции Р32-радиоактивно-меченой ДНК (длиной от 1000 до 100 п.н.) различными элюентами. Из табл. 1 видно, что использование для элюции ТЕ-буфера не позволяет количественно элюировать ДНК с поверхности силикатного сорбента. Использование же ионов бикарбоната обеспечивает количественную элюцию ДНК любой длины вне зависимости от количества адсорбированной ДНК.The use of the invention allows to increase the yield of DNA (from 0.5 to 2.5 μg dc-DNA per 1 mg of silicate sorbent), isolated using silicate sorbents from biological samples, providing a quantitative selection of DNA, thereby reducing the amount of biological material used for isolation DNA for the purpose of subsequent amplification or other research. In the table. 1 presents data on the elution of P 32 -radio-labeled DNA (length from 1000 to 100 bp) with various eluents. From the table. Figure 1 shows that the use of a TE buffer for elution does not allow the quantitative elution of DNA from the surface of a silicate sorbent. The use of bicarbonate ions provides a quantitative elution of DNA of any length, regardless of the amount of adsorbed DNA.

Определяющими отличительными признаками предлагаемого способа по сравнению с прототипом являются:The defining distinguishing features of the proposed method in comparison with the prototype are:

1) В качестве силикатного сорбента используют ММС, обработанное 3,5-7% раствором плавиковой кислоты в течение 2-6 часов, промывку сорбента проводят сначала дважды буферным раствором, содержащим хаотропный агент, а затем дважды буферным раствором, содержащим 25% изопропанола. Такая обработка позволяет унифицировать размер частиц стекла, увеличить рабочую поверхность и сорбционную емкость последнего. На фиг.1 (А, Б) изображена электронная микрофотография (×5000) мешированного (А) и мешированного стекла, обработанного 3,5-7% раствором плавиковой кислоты (Б). На фотографии видно, что обработка стекла плавиковой кислотой приводит к травлению микротрещин, разрушению стеклянных частиц и получению порошка, содержащего более мелкие и гомогенные по размеру частицы стекла с более однородной структурой поверхности и обладающего повышенной площадью поверхности. Такой силикатный сорбент обладает более высокой емкостью. В табл. 2 представлено влияние условий обработки стекла на связывание 2,5 мкг Р32-радиоактивно-меченой ДНК с мелкодисперсным стеклом. В зависимости от условий сорбции емкость ОММС в 1,5-2 раза выше, чем необработанного. Кроме того, облегчается разделение раствора ДНК от силикатного сорбента за счет формирования однородного осадка стеклянных частиц, ускоряется и упрощается процедура выделения ДНК. ОММС связывает как низкомолекулярные, так и высокомолекулярные фрагменты ДНК. На фиг.2 изображен электрофорез фрагментированной ДНК в 2% агарозном геле, содержащем 0,0003% бромистого этидия. ДНК гидролизована ДНК-азой 1 в присутствии ионов Мn++. На первой дорожке нанесен маркер длины на основе фага M15 (от 100 до 1000 п.н.) (Сибэнзим, Новосибирск), на второй дорожке - исходная высокомолекулярная ДНК из тимуса теленка, на третьей дорожке - фрагментированная ДНК из тимуса теленка, извлеченная из раствора адсорбцией заявляемым способом. На фиг.2 видно, что предложенный способ позволяет выделять как низкомолекулярные, так и высокомолекулярные фрагменты ДНК.1) MMS is used as a silicate sorbent, treated with a 3.5-7% solution of hydrofluoric acid for 2-6 hours, the sorbent is washed first twice with a buffer solution containing a chaotropic agent, and then twice with a buffer solution containing 25% isopropanol. This treatment allows you to unify the particle size of the glass, to increase the working surface and sorption capacity of the latter. Figure 1 (A, B) shows an electron micrograph (× 5000) of mixed (A) and mixed glass treated with a 3.5-7% solution of hydrofluoric acid (B). The photo shows that treating glass with hydrofluoric acid etches microcracks, destroys glass particles and produces a powder containing smaller and more homogeneous particle size glass with a more uniform surface structure and an increased surface area. Such a silicate sorbent has a higher capacity. In the table. Figure 2 shows the effect of glass processing conditions on the binding of 2.5 μg of P 32 radioactive labeled DNA to fine glass. Depending on the sorption conditions, the OMMS capacity is 1.5–2 times higher than that of the untreated one. In addition, the separation of the DNA solution from the silicate sorbent is facilitated by the formation of a uniform precipitate of glass particles, and the DNA extraction procedure is accelerated and simplified. OMMS binds both low molecular weight and high molecular weight DNA fragments. Figure 2 shows the electrophoresis of fragmented DNA in a 2% agarose gel containing 0.0003% ethidium bromide. DNA is hydrolyzed by DNAase 1 in the presence of Mn ++ ions. The first track contains a length marker based on phage M15 (from 100 to 1000 bp) (Sibenzym, Novosibirsk), the second track contains the original high molecular weight DNA from the calf thymus, and the third track contains fragmented DNA from the calf thymus extracted from the solution adsorption of the claimed method. Figure 2 shows that the proposed method allows you to select both low molecular weight and high molecular weight DNA fragments.

2) Элюцию связанных с силикатным сорбентом ДНК осуществляют обработкой ОММС буферными растворами, содержащими 5-50 мМ ионов бикарбоната, рН 8,0-10,0, что позволяет быстро и количественно отделять от силикатного сорбента ДНК. В табл. 3 представлены данные по извлечению Р32-радиоактивно-меченой ДНК (длиной от 1000 до 100 п.н.), внесенной в плазму крови человека предложенным способом. Из табл. 3 видно, что заявляемый способ выделения ДНК обеспечивает количественное выделение ДНК из биологических жидкостей.2) The elution of DNA associated with a silicate sorbent is carried out by treating OMMS with buffer solutions containing 5-50 mM bicarbonate ions, pH 8.0-10.0, which allows you to quickly and quantitatively separate DNA from a silicate sorbent. In the table. 3 presents data on the extraction of P 32 -radio-labeled DNA (length from 1000 to 100 bp), introduced into human blood plasma by the proposed method. From the table. 3 shows that the inventive method for the isolation of DNA provides a quantitative isolation of DNA from biological fluids.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения способа.The invention is illustrated by the following examples of specific performance of the method.

Пример 1Example 1

Для адсорбции ДНК проводят предварительную обработку стекла плавиковой кислотой. Для этого ММС инкубируют с 3,5% HF на качалке в течение 4 ч, обработанное стекло сушат при 200°С в течение 1 ч, а затем охлажденное до комнатной температуры стекло суспендируют в воде. Для выделения клеточной ДНК клетки обрабатывают стандартным 0.25%-ным раствором трипсина. В чашку Петри с отмытыми физиологическим раствором клетками добавляют 0,5 мл физиологического раствора и равный объем смеси, содержащей 4 мг ОММС в буферном растворе, содержащем 9 М GuSCN, 40 мМ ЭДТА, 10 мМ трис-НСl, рН 6,4. После 5 мин инкубации на качалке образцы центрифугируют 10 с при 1000g. Супернатант удаляют, силикатный сорбент промывают дважды буферным раствором, содержащим 4,5 М GuSCN, 20 мМ ЭДТА, 10 мМ трис-НСl, рН 6,4, а затем дважды буферным раствором, содержащим 25% изопропанола, 100 мМ NaCl, 10 мМ трис-HCl (рН 8,0). Элюируют ДНК с силикатного сорбента 50 мМ NaHCO3 при рН 10,0 в течение 2 мин. После центрифугирования при 10000g в течение 1 мин собирают супернатант, содержащий ДНК, рН раствора нейтрализуют половиной объема 40 мМ трис-НСl (рН 7,1).For DNA adsorption, glass is pretreated with hydrofluoric acid. For this, MMS are incubated with 3.5% HF on a rocking chair for 4 hours, the treated glass is dried at 200 ° C for 1 hour, and then the glass cooled to room temperature is suspended in water. To isolate cellular DNA, cells are treated with a standard 0.25% trypsin solution. 0.5 ml of physiological solution and an equal volume of the mixture containing 4 mg OMMS in a buffer solution containing 9 M GuSCN, 40 mm EDTA, 10 mm Tris-HCl, pH 6.4 are added to the Petri dish with washed cells with physiological saline. After 5 min incubation on a rocking chair, the samples are centrifuged for 10 s at 1000g. The supernatant is removed, the silicate sorbent is washed twice with a buffer solution containing 4.5 M GuSCN, 20 mm EDTA, 10 mm Tris-Hcl, pH 6.4, and then twice with a buffer solution containing 25% isopropanol, 100 mm NaCl, 10 mm Tris -HCl (pH 8.0). DNA was eluted from the silicate sorbent 50 mM NaHCO 3 at pH 10.0 for 2 minutes. After centrifugation at 10000 g for 1 min, the supernatant containing DNA was collected, the pH of the solution was neutralized with half the volume of 40 mM Tris-Hcl (pH 7.1).

Для оценки полноты выделения ДНК заявляемым способом были проведены сравнительные эксперименты по выделению ДНК путем ее осаждения трихлоруксусной кислотой и адсорбцией водонерастворимой фракции на нейлоновых фильтрах. Для этого клетки человеческой эпидермальной карциномы А431 выращивали на среде с Н3-тимидином. Н3-меченую ДНК выделяли из одинакового количества (106) клеток предлагаемым способом адсорбции на ОММС и стандартным способом адсорбции ДНК на нейлоновых фильтрах. Для выделения ДНК на фильтре аликвоту клеток (106) переносили на 0,2 мкм нейлоновый фильтр, промывали 0,15 М NaCl и фиксировали 5% трихлоруксусной кислотой. Радиоактивность ДНК, выделенной различными способами, измеряли на β-сцинтиляционном счетчике RacBeta 1211. Было установлено, что радиоактивность 3H-меченой ДНК, выделенной различными способами, была одинаковой. Таким образом, было показано, что предлагаемый способ обеспечивает количественное выделение ДНК. Содержание ДНК в пробе определяли при помощи измерения флуоресценции образцов в комплексе с Hoechst 32258. Флуоресценцию комплексов ДНК с Hoechst 32258 измеряли на флуориметре Hitachi MPF4 при длине волны возбуждения 350-360 нм и испускания 480-495 нм [Labarca С., Paigen К. A simple, rapid and sensitive DNA assay procedure. //Anal. Biochem. 1980, v. 102, p. 344-352]. Для построения калибровочных кривых был использован стандартный раствор фрагментированной ДНК из тимуса теленка в концентрациях 12,5, 25, 50, 100, 200, 400 нг/мл. Данным способом из 2×106 клеток линии А 431 было выделено 10 мкг ДНК. Время выделения ДНК из образцов данным способом составляет 8-10 мин. Емкость стекла по связыванию ДНК составляет до 2,5 мкг ДНК на 1 мг ОММС.To assess the completeness of DNA extraction by the claimed method, comparative experiments were conducted on DNA extraction by precipitation with trichloroacetic acid and adsorption of a water-insoluble fraction on nylon filters. For this, cells of human epidermal carcinoma A431 were grown on a medium with H 3 -thymidine. H 3 -labeled DNA was isolated from the same number (10 6 ) of cells by the proposed adsorption method on OMMS and the standard method of DNA adsorption on nylon filters. To isolate DNA on the filter, an aliquot of cells (10 6 ) was transferred to a 0.2 μm nylon filter, washed with 0.15 M NaCl and fixed with 5% trichloroacetic acid. The radioactivity of DNA isolated by various methods was measured on a RacBeta 1211 β-scintillation counter. It was found that the radioactivity of 3 H-labeled DNA isolated by various methods was the same. Thus, it was shown that the proposed method provides a quantitative selection of DNA. The DNA content in the sample was determined by measuring the fluorescence of the samples in complex with Hoechst 32258. The fluorescence of DNA complexes with Hoechst 32258 was measured on a Hitachi MPF4 fluorimeter at an excitation wavelength of 350-360 nm and emission of 480-495 nm [Labarca C., Paigen K. A simple, rapid and sensitive DNA assay procedure. // Anal. Biochem. 1980, v. 102, p. 344-352]. To construct the calibration curves, we used a standard solution of fragmented DNA from calf thymus at concentrations of 12.5, 25, 50, 100, 200, 400 ng / ml. In this way, 10 μg of DNA was isolated from 2 × 10 6 cells of line A 431. The time of DNA extraction from samples by this method is 8-10 minutes. The glass binding capacity of DNA is up to 2.5 μg DNA per 1 mg OMMS.

Пример 2Example 2

Для адсорбции ДНК проводят предварительную обработку стекла плавиковой кислотой. Для этого ММС инкубируют с 7% HF на качалке в течение 2 ч, обработанное стекло сушат при 200°С в течение 1 ч, а затем охлажденное до комнатной температуры стекло суспендируют в воде. Для выделения клеточной ДНК клетки обрабатывают стандартным 0,25%-ным раствором трипсина. В чашку Петри с отмытыми физиологическим раствором клетками добавляют 0,5 мл физиологического раствора и равный объем смеси, содержащей 4 мг ОММС в буферном растворе, содержащем 9М GuSCN, 40 мМ ЭДТА, 10 мМ трис-HCl, рН 6,4. После 5 мин инкубации на качалке, образцы центрифугируют 10 с при 1000g. Супернатант удаляют, стекло промывают дважды буферным раствором, содержащим 4,5 М GuSCN, 20 мМ ЭДТА, 10 мМ трис-HCl, рН 6,4, а затем дважды буферным раствором, содержащим 25% изопропанола, 100 мM NaCl, 10 мМ трис-HCl, рН 8,0. Элюируют ДНК с силикатного сорбента 5 мМ NaHCO3 при рН 8,0 в течение 2 мин. После центрифугирования при 10000g 1 мин собирают супернатант, содержащий ДНК, рН раствора нейтрализуют половиной объема 40 мМ трис-HCl (рН 7,1).For DNA adsorption, glass is pretreated with hydrofluoric acid. For this, MMS are incubated with 7% HF on a rocking chair for 2 hours, the treated glass is dried at 200 ° C for 1 hour, and then the glass cooled to room temperature is suspended in water. To isolate cellular DNA, cells are treated with a standard 0.25% trypsin solution. 0.5 ml of physiological saline and an equal volume of the mixture containing 4 mg OMMS in a buffer solution containing 9M GuSCN, 40 mM EDTA, 10 mM Tris-HCl, pH 6.4 are added to a Petri dish with washed saline cells. After 5 min incubation on a shaker, the samples are centrifuged for 10 s at 1000g. The supernatant is removed, the glass is washed twice with a buffer solution containing 4.5 M GuSCN, 20 mm EDTA, 10 mm Tris-HCl, pH 6.4, and then twice with a buffer solution containing 25% isopropanol, 100 mm NaCl, 10 mm Tris- HCl, pH 8.0. DNA was eluted from the silicate sorbent 5 mM NaHCO 3 at pH 8.0 for 2 minutes. After centrifugation at 10000 g for 1 min, the supernatant containing DNA was collected, the pH of the solution was neutralized with half the volume of 40 mM Tris-HCl (pH 7.1).

Время выделения ДНК из образцов данным способом составляет 8-10 мин. Емкость стекла по связыванию ДНК составляет до 2,5 мкг ДНК на 1 мг ОММС.The time of DNA extraction from samples by this method is 8-10 minutes. The glass binding capacity of DNA is up to 2.5 μg DNA per 1 mg OMMS.

Пример 3Example 3

К 0,5 мл плазмы крови человека добавляют равный объем смеси, содержащей 3 мг ОММС, полученного аналогично примеру 1 в буферном растворе, содержащем: 9 М GuSCN, 40 мМ ЭДТА, 10 мМ трис-HCl, рН 6,4. Процедуру выделения и определения концентрации ДНК при помощи флуоресценции комплексов ДНК с Hoechst 32258 проводили аналогично примерам 1 и 2. Концентрация ДНК в плазме крови здоровых доноров составила 20 нг/мл плазмы.To 0.5 ml of human blood plasma add an equal volume of the mixture containing 3 mg OMMS obtained analogously to example 1 in a buffer solution containing: 9 M GuSCN, 40 mm EDTA, 10 mm Tris-HCl, pH 6.4. The procedure for isolation and determination of DNA concentration using fluorescence of DNA complexes with Hoechst 32258 was carried out analogously to examples 1 and 2. The concentration of DNA in the blood plasma of healthy donors was 20 ng / ml plasma.

Использование предлагаемого способа позволит по сравнению с прототипом:Using the proposed method will allow, in comparison with the prototype:

- уменьшить расход мелкодисперсного стекла; - reduce the consumption of fine glass;

- увеличить эффективность выделения ДНК в 1,5-2 раза за счет количественной элюции адсорбированной на силикатном сорбенте ДНК; - increase the efficiency of DNA extraction in 1.5-2 times due to quantitative elution of DNA adsorbed on a silicate sorbent;

- повысить функциональные возможности способа за счет обеспечения возможности выделения как низкомолекулярных, так и высокомолекулярных фрагментов ДНК; - to increase the functionality of the method by providing the ability to isolate both low molecular weight and high molecular weight DNA fragments;

- увеличить чувствительность ПЦР-диагностических систем за счет связывания низкомолекулярных фрагментов ДНК; - increase the sensitivity of PCR diagnostic systems due to the binding of low molecular weight DNA fragments;

- использовать предложенный метод для количественного определения концентрации ДНК в биологических жидкостях; - use the proposed method for the quantitative determination of DNA concentration in biological fluids;

- уменьшить количество биологического материала, используемого для выделения ДНК с целью последующей амплификации или иного исследования; - reduce the amount of biological material used to isolate DNA for subsequent amplification or other research;

уменьшить время процедуры выделения до 8-10 мин.reduce the time of the isolation procedure to 8-10 minutes.

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Claims (3)

1. Способ выделения дезоксирибонуклеиновых кислот, включающий адсорбцию дезоксирибонуклеиновых кислот на силикатном сорбенте в присутствии хаотропного агента, отделение и промывку сорбента с последующей элюцией нуклеиновых кислот с сорбента, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют мелкодисперсное мешированное стекло, обработанное 3,5-7,0%-ным раствором плавиковой кислоты в течение 2-6 ч, промывку сорбента проводят сначала дважды буферным раствором, содержащим хаотропный агент, а затем дважды буферным раствором, содержащим 25% изопропанола, элюцию осуществляют буферным раствором, содержащим 5-50 мМ ионов бикарбоната при рН 8,0-10,0.1. A method of isolating deoxyribonucleic acids, including adsorption of deoxyribonucleic acids on a silicate sorbent in the presence of a chaotropic agent, separating and washing the sorbent, followed by elution of the nucleic acids from the sorbent, characterized in that finely dispersed mixed glass treated with 3.5-7 is used as the sorbent With a 0% hydrofluoric acid solution for 2-6 hours, the sorbent is washed first twice with a buffer solution containing a chaotropic agent, and then twice with a buffer solution containing 25% isopropanol, elution is carried out with a buffer solution containing 5-50 mm bicarbonate ions at a pH of 8.0-10.0. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что адсорбцию нуклеиновых кислот на обработанном сорбенте проводят в буферном растворе, содержащем 9 М GuSCN, 40 мМ ЭДТА, 10 мМ трис- HCl, рН 6,4 в течение 3 мин.2. The method according to claim 1, characterized in that the adsorption of nucleic acids on the treated sorbent is carried out in a buffer solution containing 9 M GuSCN, 40 mm EDTA, 10 mm Tris-HCl, pH 6.4 for 3 minutes 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что первую промывку сорбента проводят буферным раствором, содержащим 4,5 М GuSCN, 20 мМ ЭДТА, 10 мМ трис-HCl, рН 6,4, а вторую промывку сорбента осуществляют буферным раствором, содержащим 25% изопропанола, 100 мМ NaCl, 10 мМ трис-HCl, рН 8,0.3. The method according to claim 1, characterized in that the first washing of the sorbent is carried out with a buffer solution containing 4.5 M GuSCN, 20 mm EDTA, 10 mm Tris-HCl, pH 6.4, and the second washing of the sorbent is carried out with a buffer solution containing 25% isopropanol, 100 mM NaCl, 10 mM Tris-HCl, pH 8.0.
RU2002126328/04A 2002-10-02 2002-10-02 Method for isolating deoxyribonucleic acids RU2232768C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002126328/04A RU2232768C2 (en) 2002-10-02 2002-10-02 Method for isolating deoxyribonucleic acids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002126328/04A RU2232768C2 (en) 2002-10-02 2002-10-02 Method for isolating deoxyribonucleic acids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002126328A RU2002126328A (en) 2004-03-27
RU2232768C2 true RU2232768C2 (en) 2004-07-20

Family

ID=33413018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002126328/04A RU2232768C2 (en) 2002-10-02 2002-10-02 Method for isolating deoxyribonucleic acids

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2232768C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2488634C1 (en) * 2012-01-20 2013-07-27 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности РАСХН Method to produce dna from salmon roe
RU2637360C1 (en) * 2016-12-02 2017-12-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук (ИХБФМ СО РАН) Method of dna purification from paraffin blocks with histological biomaterial
RU2653130C1 (en) * 2017-06-16 2018-05-07 Акционерное общество "ГенТерра" (АО "ГенТерра") Magnetic sorbent, a method for its production and a method for separation of molecules of nucleic acids
RU2810467C1 (en) * 2022-08-08 2023-12-27 Михаил Владимирович Фаниев Method of minimally invasive isolation of bacterial dna from testicular tissue biopsy in infertile men

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BOOM R. et al. "Rapid and simple method for purification nucleic acids" J. Clin. Microbiol. 1990, V.28, p. 495-503. BELD M. et al. "Fractionation of nucleic acids into single-stranded and double-stranded forms" Nucl. Acids Res., 1996, v. 24, p. 2618-2619. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2488634C1 (en) * 2012-01-20 2013-07-27 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности РАСХН Method to produce dna from salmon roe
RU2637360C1 (en) * 2016-12-02 2017-12-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук (ИХБФМ СО РАН) Method of dna purification from paraffin blocks with histological biomaterial
RU2653130C1 (en) * 2017-06-16 2018-05-07 Акционерное общество "ГенТерра" (АО "ГенТерра") Magnetic sorbent, a method for its production and a method for separation of molecules of nucleic acids
RU2810467C1 (en) * 2022-08-08 2023-12-27 Михаил Владимирович Фаниев Method of minimally invasive isolation of bacterial dna from testicular tissue biopsy in infertile men

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002126328A (en) 2004-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2258845B1 (en) Isolation and purification of nucleic acids
JP4594467B2 (en) Purification of nucleic acid using paramagnetic particles and its operation method
CN106574265B (en) Method for isolating RNA with high yield
US4935342A (en) Method of isolating and purifying nucleic acids from biological samples
JP3761573B2 (en) A general method for the isolation and purification of nucleic acids from a very wide variety of starting materials that are extremely small and very strongly contaminated
WO2011100458A2 (en) Methods for fractionating and processing microparticles from biological samples and using them for biomarker discovery
AU2002333673A1 (en) Isolation and purification of nucleic acids
JPH0515373A (en) Method for extracting and purifying human genome dna
EP2081442A2 (en) Compositions, methods and kits for isolating nucleic acids from body fluids using anion exchange media
CN106591297A (en) Magnetic bead nucleic acid extraction method
JP2006311803A (en) Method for purifying nucleic acid and tool for purifying nucleic acid
JP3082908B2 (en) Method for isolating ribonucleic acid
CN110628762A (en) Nucleic acid extraction method based on nano magnetic beads and application
RU2232768C2 (en) Method for isolating deoxyribonucleic acids
WO2015159979A1 (en) Method for recovering short-chain nucleic acids
CN114480370B (en) Nucleic acid extraction or purification reagents and methods
US20130052647A1 (en) Methods for fractionating and processing microparticles from biological samples and using them for biomarker discovery
RU2272072C1 (en) Method for isolation of nucleic acids
RU2232810C1 (en) Method for isolating ribonucleic acids
JP3856174B2 (en) Extraction and purification method of plant DNA
CN108866042B (en) Extraction method of trace RNA
KR101380909B1 (en) Absorbents for purification of nucleic acid and a purification method using the absorbents
RU2808832C1 (en) Method of isolating viral ribonucleic acid from cerebrospinal fluid for molecular biological research
RU2400537C2 (en) Method of isolation and purification of deoxyribonucleic acids
JP4519247B2 (en) Nucleic acid extraction and purification reagents

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131003