RU2400537C2 - Method of isolation and purification of deoxyribonucleic acids - Google Patents

Method of isolation and purification of deoxyribonucleic acids Download PDF

Info

Publication number
RU2400537C2
RU2400537C2 RU2008143757/10A RU2008143757A RU2400537C2 RU 2400537 C2 RU2400537 C2 RU 2400537C2 RU 2008143757/10 A RU2008143757/10 A RU 2008143757/10A RU 2008143757 A RU2008143757 A RU 2008143757A RU 2400537 C2 RU2400537 C2 RU 2400537C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dna
purification
solution
detonation nanodiamond
isolation
Prior art date
Application number
RU2008143757/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008143757A (en
Inventor
Максим Геннадьевич Куцев (RU)
Максим Геннадьевич Куцев
Владимир Александрович Плотников (RU)
Владимир Александрович Плотников
Сергей Викторович Макаров (RU)
Сергей Викторович Макаров
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный университет"
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Алтайбиотех" (ООО "АБТ")
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный университет", Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Алтайбиотех" (ООО "АБТ") filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный университет"
Priority to RU2008143757/10A priority Critical patent/RU2400537C2/en
Publication of RU2008143757A publication Critical patent/RU2008143757A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2400537C2 publication Critical patent/RU2400537C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: sample is subjected to lysis in buffer on the basis of anionic detergent (SDS), lysate is subjected to purification and deoxyribonucleic acid is precipitated with ethanol or isopropanol. Lysate purification is performed by means of detonation nanodiamond, selectively sorbing mixtures of non-nuclear nature. Detonation nanodiamond is preliminarily burnt at temperature interval 400-700°C in vacuum 10-2-10-3 Torr. Obtained DNA solution contains both short and long fragments. Claimed method of isolation and purification of DNA allows to avoid application of such highly toxic compounds as phenol or chloroform. Contamination of obtained DNA with chemically active substances is prevented.
EFFECT: in case of accidental contact of detonation nanodiamond with final solution, polymerase chain reaction is not blocked, it is possible to separate non-soluble of detonation nanodiamond sediment from DNA solution.
3 dwg, 1 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к области молекулярной биологии, а именно к способу выделения и очистки дезоксирибонуклеиновых кислот из образцов тканей растений, а также продуктов переработки растительного и животного происхождения. Возможно использование изобретения в медицине, биотехнологии, при осуществлении санитарно-эпидемиологического контроля.The invention relates to the field of molecular biology, and in particular to a method for the isolation and purification of deoxyribonucleic acids from plant tissue samples, as well as processed products of plant and animal origin. It is possible to use the invention in medicine, biotechnology, in the implementation of sanitary and epidemiological control.

Выделение и очистка дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) из фрагментов органов растений и продуктов переработки сырья растительного и животного происхождения с целью проведения полимеразной цепной реакции (ПЦР) является одной из основных задач молекулярной биологии. В настоящее время используются следующие способы выделения ДНК.Isolation and purification of deoxyribonucleic acid (DNA) from fragments of plant organs and products of the processing of raw materials of plant and animal origin in order to carry out polymerase chain reaction (PCR) is one of the main tasks of molecular biology. Currently, the following DNA isolation methods are used.

Известен способ выделения ДНК из растительных тканей с использованием лизирующего буфера, последующей очисткой смесью хлороформа и изоамилового спирта и осаждением изопропанолом [1]. Способ заключается в том, что 100 мг фрагмента растения лизируют в 400 мкл буферного раствора (2% СТАВ, 1.4М NaCI, 20 мМ EDTA, 100 мМ TrisHCI), после добавления 10 мкл РНКазы инкубируют при 65°C в течение 60 мин. После этого проводят двукратную промывку лизата 400 мкл смеси хлороформа и изоамилового спирта (92:8) с промежуточным центрифугированием и переносом супернатанта в чистую пробирку. Далее проводят осаждение ДНК в присутствии 350 мкл изопропанола, центрифугирование и удаление супернатанта. Осадок ДНК промывают 400 мкл 70% этанола, сушат в течение 60 мин при комнатной температуре.A known method of DNA extraction from plant tissues using a lysis buffer, followed by purification with a mixture of chloroform and isoamyl alcohol and precipitation with isopropanol [1]. The method consists in lysing 100 mg of a plant fragment in 400 μl of buffer solution (2% CTAB, 1.4 M NaCI, 20 mM EDTA, 100 mM TrisHCI), after adding 10 μl RNase, incubate at 65 ° C for 60 min. After that, the lysate was washed twice with 400 μl of a mixture of chloroform and isoamyl alcohol (92: 8) with intermediate centrifugation and transfer of the supernatant to a clean tube. Next, DNA is precipitated in the presence of 350 μl of isopropanol, centrifuged and the supernatant removed. The DNA pellet was washed with 400 μl of 70% ethanol, dried for 60 minutes at room temperature.

Недостатком данного способа является продолжительность выделения ДНК (более 2 часов), необходимость использования высокотоксичных летучих веществ (хлороформа и изоамилового спирта), низкое качество ДНК при высоком содержании блокирующих ПЦР веществ (хлорофилла, танинов), многостадийность способа.The disadvantage of this method is the duration of DNA extraction (more than 2 hours), the need to use highly toxic volatile substances (chloroform and isoamyl alcohol), low DNA quality with a high content of PCR blocking substances (chlorophyll, tannins), multi-stage method.

Известен способ выделения и очистки ДНК, основанный на адсорбции нуклеиновых кислот на твердом сорбенте [2]. Образец смешивают с буферным раствором на основе хоатропного агента. Нуклеиновую кислоту сорбируют на стекловолокнистом сорбенте, предварительно обработанном 0,1-7% раствором плавиковой кислоты в течение 1-6 часов. В дальнейшем проводят отмывку сорбента от полимерных составляющих ненуклеиновой природы. Элюцию ДНК проводят буферным раствором или дистиллированной водой.A known method for the isolation and purification of DNA, based on the adsorption of nucleic acids on a solid sorbent [2]. The sample is mixed with a choatropic agent-based buffer solution. Nucleic acid is sorbed on a fiberglass sorbent pretreated with a 0.1-7% hydrofluoric acid solution for 1-6 hours. Subsequently, the sorbent is washed from polymer components of non-nucleic nature. DNA elution is carried out with buffer solution or distilled water.

Недостатком данного способа является зависимость количества выделенной ДНК от объема сорбента (2,3 мкг ДНК на 1 мг сорбента), снижение выхода ДНК в результате необратимой адсорбции и потерей в результате отмывки сорбента.The disadvantage of this method is the dependence of the amount of extracted DNA on the volume of the sorbent (2.3 μg DNA per 1 mg of sorbent), a decrease in DNA yield as a result of irreversible adsorption and loss as a result of washing the sorbent.

Известен способ выделения и очистки ДНК, основанный на адсорбции нуклеиновых кислот на твердом сорбенте [3]. Нуклеиновую кислоту сорбируют на аэросиле (А-300) при нужной концентрации хаотропного агента путем добавления к пробе аэросила до конечной концентрации от 0,3 до 0,6%, смесь инкубируют 1-2 мин, аэросил с сорбированной НК осаждают центрифугированием, промывают 80%-ным изопропанолом. ДНК элюируют водой или буфером с низким содержанием солей.A known method for the isolation and purification of DNA, based on the adsorption of nucleic acids on a solid sorbent [3]. Nucleic acid is sorbed on Aerosil (A-300) at the desired concentration of a chaotropic agent by adding Aerosil to a final concentration of 0.3 to 0.6%, the mixture is incubated for 1-2 minutes, Aerosil with sorbed NK is precipitated by centrifugation, washed with 80% isopropanol. DNA is eluted with water or a low salt buffer.

Недостатком данного метода является трудоемкость, повреждение ДНК при большой концентрации, связанное с необходимостью проведения механического ресуспендирования сорбента во время отмывки ДНК, снижение выхода ДНК в результате необратимой адсорбции.The disadvantage of this method is the complexity, DNA damage at high concentrations, associated with the need for mechanical resuspension of the sorbent during DNA washing, a decrease in DNA yield as a result of irreversible adsorption.

Из известных технических решений наиболее близким (прототипом) по назначению и технической сущности к заявляемому объекту является SDS-метод выделения ДНК [4] с использованием лизирующего буфера на основе додецилсульфата натрия (SDS). Примерно 2 см2 листьев растений положили в 1,5 мл пробирку, добавляли 400 мкл экстрактионного буфера ((200 мМ Tris-НС1, 250 мМ NaCl, 25 мМ EDTA, 0,5% SDS, рН 7,5) 10 мкл РНКазы и инкубировали 15 мин при температуре 65°C. Далее добавляли 200 мкл 5М ацетата калия, перемешивали и на 10 мин ставили в ледяную воду. После 15 мин центрифугирования при максимальном ускорении 500 мкл верхней фазы переносили в новую пробирку. Добавляли 400 мкл очистительного раствора (92% хлороформа и 8% изоамилового спирта), 1 мин центрифугировали при 12000 g. Верхнюю фазу переносили в чистую пробирку и повторяли промывку раствором на основе хлороформа и изоамилового спирта. ДНК осаждали 500 мкл изопропанола, 10 мин центрифугировали при 12000 g. Надосадочную жидкость удаляли, осадок промывали в 70% этаноле. Этанол удаляют; осадок ДНК просушивают в течение 1 часа при комнатной температуре и растворяют в 100 мкл дистиллированной воды или ТЕ-буфера.Of the known technical solutions, the closest (prototype) in purpose and technical essence to the claimed object is the SDS DNA extraction method [4] using a lysing buffer based on sodium dodecyl sulfate (SDS). Approximately 2 cm 2 of plant leaves were placed in a 1.5 ml tube, 400 μl of extraction buffer ((200 mm Tris-HCl, 250 mm NaCl, 25 mm EDTA, 0.5% SDS, pH 7.5) 10 μl RNase was added and incubated for 15 min at a temperature of 65 ° C. Next, 200 μl of 5M potassium acetate was added, mixed and put in ice water for 10 min. After 15 minutes centrifugation at maximum acceleration, 500 μl of the upper phase was transferred to a new tube. 400 μl of cleaning solution was added (92 % chloroform and 8% isoamyl alcohol), centrifuged for 1 min at 12000 g.The upper phase was transferred to a clean tube and repeated washing was carried out with a solution based on chloroform and isoamyl alcohol.DNA was precipitated with 500 μl of isopropanol, centrifuged at 12,000 g for 10 min, the supernatant was washed, the precipitate was washed in 70% ethanol, ethanol was removed, the DNA precipitate was dried for 1 hour at room temperature and dissolved in 100 μl of distilled water or TE buffer.

Прототип имеет следующие недостатки, устраняемые заявляемым изобретением.The prototype has the following disadvantages eliminated by the claimed invention.

Многостадийность метода, необходимость задействования 4-х пробирок в каждом выделении и, соответственно, 3-кратного переноса раствора ДНК, в результате чего происходит механическое повреждение молекул при прохождении через наконечник пипетки.The multi-stage method, the need to use 4 tubes in each selection and, accordingly, 3-fold transfer of the DNA solution, resulting in mechanical damage to the molecules when passing through the tip of the pipette.

Необходимость работы с токсичными веществами - хлороформом и изоамиловым спиртом - наносит вред здоровью исследователя и налагает ограничение на широкое использование метода.The need to work with toxic substances - chloroform and isoamyl alcohol - is harmful to the health of the researcher and imposes a limit on the widespread use of the method.

Часто невозможно полностью очистить ДНК от хлорофилла и других пигментов, в результате чего происходит ингибирование ПЦР, сокращается срок хранения выделенной ДНК.It is often impossible to completely purify DNA from chlorophyll and other pigments, resulting in inhibition of PCR, and the shelf life of the extracted DNA is reduced.

Сущность способа выделения и очистки ДНК заключается в том, что, в отличие от прототипа, очистку биологического раствора после лизиса образца в буфере на основе анионного детергента (например, додецил сульфата натрия - SDS) проводят суспензией предварительно отожженного в вакууме детонационного наноалмаза, являющегося гидрофильным сорбентом со слабым положительным зарядом и сильно развитой удельной поверхностью. В результате из раствора удаляются примеси, ингибирующие полимеразную цепную реакцию - пептиды, пигменты, танины, липиды. Последующее центрифугирование раствора позволяет разделить детонационный наноалмаз с адсорбированными примесями и супернатант, содержащий ДНК. Далее ДНК осаждают спиртом (изопропанолом или этанолом) и растворяют в дистиллированной воде.The essence of the method of DNA isolation and purification is that, unlike the prototype, the biological solution is purified after lysis of the sample in a buffer based on an anionic detergent (for example, sodium dodecyl sulfate - SDS) with a suspension of detonation nanodiamond, which is a hydrophilic sorbent, previously annealed in vacuum with a weak positive charge and a highly developed specific surface. As a result, impurities that inhibit the polymerase chain reaction — peptides, pigments, tannins, and lipids — are removed from the solution. Subsequent centrifugation of the solution makes it possible to separate the detonation nanodiamond with adsorbed impurities and the supernatant containing DNA. Next, the DNA is precipitated with alcohol (isopropanol or ethanol) and dissolved in distilled water.

Осуществление способа выделения и очистки ДНК достигается следующим образом.The implementation of the method of isolation and purification of DNA is achieved as follows.

Предварительно проводят подготовку суспензии 30 мг отожженного в течение 1-2 часа в вакууме (10-2 - 10-3 Торр) при температуре 300-700°C детонационного наноалмаза в 100 мкл буферного раствора (200 мМ Tris-HCl, 250 мМ NaCl, 25 мМ EDTA, 0,5% SDS, pH 7,5).A suspension of 30 mg of annealed for 1-2 hours in vacuum (10 -2 - 10 -3 Torr) is preliminarily prepared at a temperature of 300-700 ° C of detonation nanodiamond in 100 μl of buffer solution (200 mM Tris-HCl, 250 mM NaCl, 25 mM EDTA, 0.5% SDS, pH 7.5).

Лизис 50 мг образца тканей растений или продукта на основе сырья растительного или животного происхождения проводят в 400-500 мкл буферного раствора с добавлением 10 мкл рибонуклеазы в течение 15-20 мин при температуре 65°C в 1,5 мл пробирке. Полученный лизат центрифугируют при ускорении 12000 g в течение 2 мин. Надосадочную жидкость в объеме 300-400 мкл (в зависимости от влажности образца тканей) переносят в чистую 1,5 мл пробирку.Lysis A 50 mg sample of plant tissue or a product based on raw materials of plant or animal origin is carried out in 400-500 μl of a buffer solution with the addition of 10 μl of ribonuclease for 15-20 minutes at a temperature of 65 ° C in a 1.5 ml tube. The resulting lysate is centrifuged at an acceleration of 12,000 g for 2 minutes. The supernatant in a volume of 300-400 μl (depending on the humidity of the tissue sample) is transferred to a clean 1.5 ml tube.

Очистку 300-400 мкл полученного биологического раствора проводят добавляя суспензию до конечной концентрации детонационного наноалмаза 5-10% и перемешивают в течение 1 мин. После этого добавляют 200 мкл 5М ацетата калия или натрия, перемешивают 1 мин и охлаждают до температуры 0°C в течение 10 мин.Purification of 300-400 μl of the obtained biological solution is carried out by adding a suspension to a final concentration of detonation nanodiamonds of 5-10% and stirred for 1 min. After that, 200 μl of 5M potassium or sodium acetate are added, stirred for 1 minute and cooled to 0 ° C for 10 minutes.

Разделение смеси проводят центрифугированием в течение 5-10 мин при 12000 g. Супернатант, содержащий ДНК, переносят в чистую 1,5 мл пробирку. В результате из раствора удаляются примеси ингибирующие полимеразную цепную реакцию - пептиды, пигменты, танины, низкомолекулярные соединения.Separation of the mixture is carried out by centrifugation for 5-10 minutes at 12000 g. The supernatant containing the DNA was transferred to a clean 1.5 ml tube. As a result, impurities inhibiting the polymerase chain reaction — peptides, pigments, tannins, and low molecular weight compounds — are removed from the solution.

Из подготовленного раствора ДНК осаждают 1 мл 96% этанола или 400 мкл изопропанола, центрифугируют 2-3 мин при ускорении 12000 g, надосадочную жидкость удаляют.From the prepared DNA solution, 1 ml of 96% ethanol or 400 μl of isopropanol is precipitated, centrifuged for 2–3 min at an acceleration of 12,000 g, and the supernatant is removed.

Осадок промывают в 70% этаноле, сушат в открытой пробирке 2 мин при температуре 65°C и растворяют в 100 мкл бидистиллированной воды.The precipitate was washed in 70% ethanol, dried in an open tube for 2 min at 65 ° C and dissolved in 100 μl bidistilled water.

Пример 1Example 1

Для выявления оптимальных условий предварительной подготовки сорбента проводят прокаливание 6 образцов детонационного наноалмаза (ТУ 84-112-87, производство ФНПЦ «Алтай») в вакууме (10-2 Toрр) при температуре от 300°C до 700°C в течение 1 часа.To identify the optimal conditions for the preliminary preparation of the sorbent, 6 samples of detonation nanodiamonds are calcined (TU 84-112-87, manufactured by Altai Federal Research and Production Center) in vacuum (10 -2 Torr) at a temperature of 300 ° C to 700 ° C for 1 hour.

Выделение ДНК производят из 6-и проб 50 мг живых тканей листа Allium sativum L. Предварительно проводят подготовку суспензии на каждую пробу 30 мг детонационного наноалмаза в 100 мкл буферного раствора (200 мМ Tris-HCl, 250 мМ NaCl, 25 мМ EDTA, 0,5% SDS, pH 7,5).DNA is extracted from 6 samples of 50 mg of living tissue from Allium sativum L. leaf. A suspension of each sample of 30 mg of detonation nanodiamond in 100 μl of buffer solution (200 mM Tris-HCl, 250 mM NaCl, 25 mM EDTA, 0, 5% SDS, pH 7.5).

Лизис 6 одинаковых образцов тканей растений проводят в 400 мкл буферного раствора с добавлением 10 мкл РНКазы в течение 15 мин при температуре 65°C в 1,5 мл пробирках. Полученный лизат центрифугируют 2 мин при 12000 g. Надосадочную жидкость переносят в чистые 1,5 мл пробирки.Lysis of 6 identical samples of plant tissues is carried out in 400 μl of buffer solution with the addition of 10 μl of RNase for 15 min at a temperature of 65 ° C in 1.5 ml tubes. The resulting lysate is centrifuged for 2 min at 12000 g. The supernatant was transferred to clean 1.5 ml tubes.

Очистку полученного биологического раствора проводят введением суспензии детонационного наноалмаза и затем перемешивают в течение 1 мин переворачиванием пробирок. Очистку проб проводят различно подготовленными детонационными наноалмазами в следующей комбинации:Purification of the resulting biological solution is carried out by introducing a suspension of detonation nanodiamond and then stirred for 1 min by inverting the tubes. Samples are cleaned with variously prepared detonation nanodiamonds in the following combination:

проба №1 - предварительный отжиг наноалмазов при 300°C;sample No. 1 - preliminary annealing of nanodiamonds at 300 ° C;

проба №2 - предварительный отжиг наноалмазов при 400°C;sample No. 2 - preliminary annealing of nanodiamonds at 400 ° C;

проба №3 - предварительный отжиг наноалмазов при 500°C;sample No. 3 - preliminary annealing of nanodiamonds at 500 ° C;

проба №4 - предварительный отжиг наноалмазов при 600°C;sample No. 4 - preliminary annealing of nanodiamonds at 600 ° C;

проба №5 - предварительный отжиг наноалмазов при 700°C.sample No. 5 - preliminary annealing of nanodiamonds at 700 ° C.

После этого добавляют 200 мкл 5М ацетата натрия и охлаждают до температуры 0°C в течение 10 мин.After that, 200 μl of 5M sodium acetate was added and cooled to 0 ° C over 10 minutes.

Разделение смеси проводят центрифугированием в течение 10 мин при 12000 g. Супернатант, содержащий ДНК, переносят в чистую 1,5 мл пробирку. Из раствора ДНК осаждают 400 мкл изопропанола.Separation of the mixture is carried out by centrifugation for 10 min at 12000 g. The supernatant containing the DNA was transferred to a clean 1.5 ml tube. 400 μl of isopropanol is precipitated from the DNA solution.

Осадок промывают в 70% этаноле и растворяют в 100 мкл бидистиллированной воды.The precipitate was washed in 70% ethanol and dissolved in 100 μl bidistilled water.

В итоге было получено 6 образцов раствора ДНК, качество которых проверяют спектрофотометрически, результаты измерений представлены в таблице 1.As a result, 6 samples of DNA solution were obtained, the quality of which was checked spectrophotometrically, the measurement results are presented in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Соотношение угасания на длинах волн ДНК и белка (OD260/OD280) для очень чистой ДНК имеет диапазон от 1,7-1,8 и выше. Таким образом, максимальное выделение ДНК (OD260/OD280=2,1) получают при прокаливании детонационного наноалмаза при 500°C в течение 1 часа, наилучшее качество - при прокаливании детонационного наноалмаза в температурном интервале от 400 до 700°C в течение 1 часа.The ratio of extinction at the wavelengths of DNA and protein (OD 260 / OD 280 ) for very pure DNA has a range from 1.7-1.8 and higher. Thus, the maximum DNA isolation (OD 260 / OD 280 = 2.1) is obtained by calcining a detonation nanodiamond at 500 ° C for 1 hour; the best quality is obtained by calcining a detonation nanodiamond in a temperature range from 400 to 700 ° C for 1 hours.

Пример 2Example 2

Для оценки качества ДНК проводят выделение из засушенных и хранившихся в течение 5 лет листьев Hedysarum neglectum Ledeb. с подготовкой 6 образцов детонационного наноалмаза аналогично примеру 1, за исключением того, что лизис проводят в течение 40 мин. В результате получают 6 образцов ДНК в зависимости от температуры подготовки детонационного алмаза. Длину полученных фрагментов ДНК оценивают постановкой электрофореза в 1% агарозном геле в течение 3 ч при напряжении 2,5 В/см, используя для оценки длины эталона 100 bp (базовых пар нуклеотидов) маркер молекулярного веса. После окрашивания геля раствором бромида этидия ДНК фотографируют в УФ-излучении 312 нм (Фиг.1). Выявляют стабильность длины фрагментов выделенной ДНК вне зависимости от условий подготовки детонационного наноалмаза. Наибольшее содержание ДНК выявляют по свечению для образца №3, что соответствует температуре подготовки детонационного наноалмаза 500°C.To assess the quality of DNA, Hedysarum neglectum Ledeb leaves are extracted from dried and stored for 5 years leaves. with the preparation of 6 samples of detonation nanodiamonds analogously to example 1, except that the lysis is carried out for 40 minutes The result is 6 DNA samples, depending on the temperature of preparation of detonation diamond. The length of the obtained DNA fragments was evaluated by electrophoresis on 1% agarose gel for 3 hours at a voltage of 2.5 V / cm, using a molecular weight marker to estimate the length of the reference 100 bp (base nucleotide pairs). After staining the gel with ethidium bromide solution, DNA is photographed in UV radiation of 312 nm (Figure 1). The stability of the length of fragments of the extracted DNA is revealed, regardless of the conditions for the preparation of detonation nanodiamonds. The highest DNA content is detected by luminescence for sample No. 3, which corresponds to a detonation nanodiamond preparation temperature of 500 ° C.

Пример 3Example 3

Для подбора RAPD-праймеров и выявления видоспецифичных маркеров проводят выделение ДНК из 30 мг листьев Papaver somniferum L. и Papaver orientale Bieb.To select RAPD primers and identify species-specific markers, DNA is extracted from 30 mg of leaves of Papaver somniferum L. and Papaver orientale Bieb.

Лизис двух образцов тканей разных видов растений проводят в 500 мкл буферного раствора с добавлением 10 мкл РНКазы в течение 30 мин при температуре 65°C в 1,5 мл пробирках. Полученный лизат центрифугируют 2 мин при 12000 g. Надосадочную жидкость переносят в чистые 1,5 мл пробирки.Lysis of two tissue samples of different plant species is carried out in 500 μl of buffer solution with the addition of 10 μl of RNase for 30 min at a temperature of 65 ° C in 1.5 ml tubes. The resulting lysate is centrifuged for 2 min at 12000 g. The supernatant was transferred to clean 1.5 ml tubes.

Очистку полученного биологического раствора, проводят введением в каждую пробу суспензии 100 мкл буфера и 30 мг детонационного наноалмаза предварительно отожженного при 450°C в течение 2 часов в вакууме (10-3 Toрр). После этого добавляют 200 мкл 5М ацетата натрия и охлаждают в морозильной камере в течение 10 мин.Purification of the resulting biological solution is carried out by introducing into each sample a suspension of 100 μl of buffer and 30 mg of detonation nanodiamond pre-annealed at 450 ° C for 2 hours in vacuum (10 -3 Torr). After that, 200 μl of 5M sodium acetate was added and cooled in the freezer for 10 minutes.

Разделение смеси проводят центрифугированием в течение 5 мин при 12000 g. Супернатант, содержащий ДНК, переносят в чистую 1,5 мл пробирку. Из раствора ДНК осаждают 800 мкл 96% этанола. После центрифугирования надосадочную жидкость сливают, и после сушки осадок ДНК растворяют в 100 мкл бидистиллированной воды.Separation of the mixture is carried out by centrifugation for 5 min at 12000 g. The supernatant containing the DNA was transferred to a clean 1.5 ml tube. 800 μl of 96% ethanol are precipitated from the DNA solution. After centrifugation, the supernatant was drained and, after drying, the DNA pellet was dissolved in 100 μl bidistilled water.

Амплификацию проводили с коммерческими RAPD-праймеами. Амплифицированную ДНК разгоняют на агарозном 1,5% геле при 5 В/см в течение 2,5 часов параллельно с маркером молекулярного веса. Гель окрашивают раствором бромида этидия и визуализируют в УФ-излучении (Фиг.2). По фотографии геля выявляют различия в паттернах образцов S и O, что соответствует различию геномов двух видов.Amplification was performed with commercial RAPD primers. The amplified DNA is dispersed on an agarose 1.5% gel at 5 V / cm for 2.5 hours in parallel with a molecular weight marker. The gel is stained with ethidium bromide solution and visualized in UV radiation (Figure 2). According to the photograph of the gel, differences in the patterns of S and O samples are revealed, which corresponds to the difference in the genomes of the two species.

Данный пример подтверждает возможность использования выделенной с помощью разработанного метода ДНК для решения задач типификации и молекулярной систематики растений с помощью RAPD-метода.This example confirms the possibility of using DNA extracted using the developed method to solve typification and molecular systematics of plants using the RAPD method.

Пример 4Example 4

Выделение ДНК производят из свежевысушенных листьев Hedysamm theinum Krasnob, аналогично примеру 3, полученную ДНК используют для амплификации ITS 1-фрагмента в термальном цикл ере BioRad с помощью ПЦР-набора «Медиген». Использовали праймеры:DNA is isolated from freshly dried leaves of Hedysamm theinum Krasnob, similarly to Example 3, the obtained DNA is used to amplify the ITS 1 fragment in the BioRad thermal cycle using the Medigen PCR kit. Used primers:

ITS-1 (5'-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3'),ITS-1 (5'-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3 '),

ITS-2 (5'-GCTGCGTTCTTCАТСGATGC-3').ITS-2 (5'-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3 ').

Амплифицированную ДНК разгоняют на агарозном 1,5% геле при 5 В/см в течение 2,5 часов параллельно с маркером молекулярного веса и контрольной пробой. Гель окрашивают раствором бромида этидия и визуализируют в УФ-излучении (Фиг.3). Выявляют амплифицированный участок ДНК (паттерны №1 и №3) длиной около 700 bp. Впоследствии амплифицированный участок очищают из геля с использованием набора NucleoSpin и секвенируют. Расшифрованная последовательность амплифицированного участка сравнивают с сиквенсом ITS 1-фрагментом других видов рода Hedysarum, взятых из свободно доступных Интернет-баз данных. Таким образом, нуклеотидная последовательность ДНК, в случае выделения указанным способом, не нарушается и молекула ДНК не модифицируется. Данный пример подтверждает возможность использования полученной с помощью разработанного метода ДНК для расшифровки ее последовательности методом секвенирования.The amplified DNA is dispersed on an agarose 1.5% gel at 5 V / cm for 2.5 hours in parallel with a molecular weight marker and a control sample. The gel is stained with ethidium bromide solution and visualized in UV radiation (Figure 3). An amplified DNA region (patterns No. 1 and No. 3) of about 700 bp in length is detected. Subsequently, the amplified region was purified from the gel using a NucleoSpin kit and sequenced. The decrypted sequence of the amplified region is compared with the ITS sequence 1 fragment of other species of the genus Hedysarum taken from freely available Internet databases. Thus, the nucleotide sequence of DNA, in the case of isolation in this way, is not violated and the DNA molecule is not modified. This example confirms the possibility of using the DNA obtained using the developed method to decipher its sequence by sequencing.

Предлагаемый способ выделения и очистки ДНК позволяет избежать использования таких высокотоксичных соединений как фенол и хлороформ. Полученный таким способом раствор ДНК содержит как короткие, так и длинные фрагменты. Предотвращается загрязнение полученной ДНК химически активными веществами. Благодаря характерной черной окраске детонационного наноалмаза облегчается процесс разделения фракций - после центрифугирования отчетливо видна граница разделения фаз. При случайном попадании детонационного наноалмаза в конечный раствор полимеразная цепная реакция не блокируется, при этом имеется возможность отделить нерастворимый осадок детонационного наноалмаза от раствора ДНК. Ввиду постоянства размеров наночастиц детонационного наноалмаза, вне зависимости от условий синтеза сохраняется стабильность величины адсорбционной емкости очистительной суспензии.The proposed method for the isolation and purification of DNA avoids the use of highly toxic compounds such as phenol and chloroform. The DNA solution obtained in this way contains both short and long fragments. Contamination of the obtained DNA with chemically active substances is prevented. Due to the characteristic black color of detonation nanodiamonds, the process of fraction separation is facilitated - after centrifugation, the phase separation boundary is clearly visible. If the detonation nanodiamond accidentally enters the final solution, the polymerase chain reaction is not blocked, and it is possible to separate the insoluble precipitate of detonation nanodiamond from the DNA solution. In view of the constancy of the sizes of detonation nanodiamond nanoparticles, regardless of the synthesis conditions, the adsorption capacity of the cleaning suspension is stable.

ЛитератураLiterature

1. Doyle J.J. and J.L.Doyle. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. // Phytochemical Bulletin, 1987. - T.19. - P.11-15.1. Doyle J.J. and J. L. Doyle. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. // Phytochemical Bulletin, 1987 .-- T.19. - P.11-15.

2. Патент РФ №2272072, кл. C12N 15/10, опубл. 20.03.2006.2. RF patent No. 2272072, cl. C12N 15/10, publ. 03/20/2006.

3. Патент РФ №2119954, кл. C12N 15/10, С07Н 21/00, С07Н 21/02, С07Н 21/04, опубл. 10.10.1998.3. RF patent No. 2119954, cl. C12N 15/10, С07Н 21/00, С07Н 21/02, С07Н 21/04, publ. 10/10/1998.

4. Фризен Н. Молекулярные методы, используемые в систематике растений. - Барнаул: Азбука, 2007. - 64 с.4. Friesen N. Molecular methods used in plant taxonomy. - Barnaul: Alphabet, 2007 .-- 64 p.

Claims (1)

Способ выделения и очистки дезоксирибонуклеиновых кислот, заключающийся в том, что после лизиса образца в буфере на основе анионного детергента проводят очистку раствора и ДНК осаждают спиртом, отличающийся тем, что для очистки раствора используют суспензию детонационного наноалмаза до конечной концентрации от 5 до 10% при рН 7,5, предварительно отожженного при температуре от +400° до +700°С в вакууме от 10-2 до 10-3 Торр, затем добавляют ацетат калия или натрия, перемешивают, охлаждают смесь при 0°С, центрифугируют и разделяют детонационный наноалмаз, сорбирующий вещества ненуклеиновой природы, и супернатант, содержащий ДНК. The method of isolation and purification of deoxyribonucleic acids, which consists in the fact that after lysis of the sample in a buffer based on an anionic detergent, the solution is purified and the DNA is precipitated with alcohol, characterized in that a suspension of detonation nanodiamond to a final concentration of 5 to 10% at pH is used to clean the solution 7.5, pre-annealed at a temperature from + 400 ° to + 700 ° C in a vacuum of 10 -2 to 10 -3 torr, then add potassium or sodium acetate, is stirred, the mixture was cooled at 0 ° C, centrifuged and separated detonation nano ointments, non-nucleic sorbing material nature, and the supernatant containing DNA.
RU2008143757/10A 2008-11-05 2008-11-05 Method of isolation and purification of deoxyribonucleic acids RU2400537C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008143757/10A RU2400537C2 (en) 2008-11-05 2008-11-05 Method of isolation and purification of deoxyribonucleic acids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008143757/10A RU2400537C2 (en) 2008-11-05 2008-11-05 Method of isolation and purification of deoxyribonucleic acids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008143757A RU2008143757A (en) 2010-05-10
RU2400537C2 true RU2400537C2 (en) 2010-09-27

Family

ID=42673515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008143757/10A RU2400537C2 (en) 2008-11-05 2008-11-05 Method of isolation and purification of deoxyribonucleic acids

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2400537C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2569510C2 (en) * 2013-04-17 2015-11-27 федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи" Министерства здравохранения Российской Федерации Sorbent representing nanodiamond material (versions), methods for obtaining and application thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БОНДАРЬ B.C. и др. Применение наноалмазов для разделения и очистки белка. - Физика твердого тела, 2004, т,46, №6, стр.737-739. PURTOV K.V. ЕТ AL.: "Nanodiamond sorbents: new carriers for column chromatography of proteins", Doklady biochemistry and biophysics, 2008, v.419, p.72-74. PURTOV K.V. ET AL.: "The interaction of linear and ring forms of DNA molecules with nanodiamonds synthesized by detonation", Nanotechnology, 2008, v.19, 325101 (3pp), doi: 10.1088/0957-4484/19/32/325101, найдено в интернет <URL: stacks.iop.org/Nano/19/325101, 20.11.2009. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2569510C2 (en) * 2013-04-17 2015-11-27 федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи" Министерства здравохранения Российской Федерации Sorbent representing nanodiamond material (versions), methods for obtaining and application thereof

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008143757A (en) 2010-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3787354B2 (en) Nucleic acid isolation method
Agbagwa et al. A protocol for high-quality genomic DNA extraction from legumes
Štorchová et al. An improved method of DNA isolation from plants collected in the field and conserved in saturated NaCl/CTAB solution
KR101218469B1 (en) Methods for isolation of purified RNA
JP3943597B2 (en) Isolation and amplification of nucleic acid material
JPH09505724A (en) Nucleic acid purification composition and method
Amita et al. Qualitative evaluation of mycobacterial DNA extraction protocols for polymerase chain reaction
JP2002534120A (en) Method for isolating DNA from biological material
US20120171728A1 (en) Process for amplifying dna using tetratethylene glycol, kit of parts therefor and use thereof
George Simple and efficient method for functional RNA extraction from tropical medicinal plants rich in secondary metabolites
Biswas et al. A modified method to isolate genomic DNA from plants without liquid nitrogen
CN110628762A (en) Nucleic acid extraction method based on nano magnetic beads and application
RU2400537C2 (en) Method of isolation and purification of deoxyribonucleic acids
EP2951314B1 (en) Solid medium for the storage of biological material
WO2015159979A1 (en) Method for recovering short-chain nucleic acids
Ince et al. The MAGi DNA extraction method for fresh tissues and dry seeds
Paula et al. Efficiency of RNA extraction protocols in different types of coffee plant tissues
Arbi et al. A simple, rapid and efficient method for the extraction of genomic DNA from Allium roseum L.(Alliaceae)
Demirel et al. Purification of phycocyanin from isolated and identified hot spring cyanobacteria
Kamba et al. A new simple and efficient DNA extraction protocol for orchid without liquid nitrogen and phenol
CN113430292A (en) Primer group for detecting kiwi soft rot pathogen plasmodiophora viticola and application
RU2672378C1 (en) Method for dna isolation from plants, suitable for pcr
Chattopadhyay et al. Purification of quality DNA from citrus plant using iron oxide nanoparticle as solid based support
Nihad et al. Comparative assessment of quick and cost-efficient quality DNA extraction methods from rice leaves.
RU2232768C2 (en) Method for isolating deoxyribonucleic acids

Legal Events

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

Effective date: 20171106