冻融挤出法DNA胶回收:200 mg胶块的无柱教学路线

用冻结破胶和离心挤出释放DNA,再以有机抽提和醇沉淀净化;明确不保证定量回收。

01本篇适用条件

以普通教学DNA的单一1 kb条带为样本,1%琼脂糖胶中每个目标胶块≤200 mg,估计输入≥200 ng。使用商业惰性滤网离心篮,或指导者已验证不吸附DNA且适配16000×g的带滤网挤胶装置;不要求新手临时扎管。同步处理同等质量不含DNA胶块B。最终30 μL重溶;本路线为冻融挤出加溶剂净化,不冒充柱法,回收效率需要实测。

02实验原理

冻结形成冰晶破坏琼脂糖网络,解冻并离心把含DNA的液体挤出。其效率受胶浓度、片段大小和装置影响,残留琼脂糖/染料再经抽提与醇沉淀处理。旧页是在胶中加酚再冻融;本文选择可监测体积的无酚冻结/挤出,再单独做有机净化,避免将难辨的胶/酚混合物当作清澈水相。

03安全与适用范围

穿实验服、护目镜并戴与SDS相容的手套;酚、氯仿均须由受训指导者在化学通风橱内带教,使用密封耐溶剂管,发生皮肤接触立即按本单位应急流程处理。含卤有机相、界面和污染枪头分别进入规定化学废物容器,不倒入水槽、不与漂白剂混合;乙醇及异丙醇远离火源。离心管和转子须适配所列×g,配平后运行,不把rpm直接视为×g。 切胶使用蓝光与配套护目罩;不用徒手暴露于UV。刀片入锐器盒。

04材料与仪器

  • 已跑好的1%教学DNA凝胶、1 kb条带及相邻空白胶区,蓝光台、新刀片、已称重2 mL管。
  • 经验证的离心挤胶滤篮及收集管、10 mM Tris-HCl pH8.0、pH8 PCI、氯仿:异戊醇24:1、3 M乙酸钠pH5.2、无水及70%乙醇。
  • −20°C冰箱、可达16000×g离心机、DNA荧光定量、质控胶;无合格挤胶装置时先完成装置验证,不以棉花临时代用。
标出电极、胶槽、梳齿、制胶托盘和琼脂糖胶的电泳装置照片

利用箭头辨认电极、胶槽与制胶组件,再按正文核对上样孔朝负极以及DNA迁移方向。图中设备仅为结构示例,不能照搬电源旋钮、尺寸或电压。来源为Addgene技术教程局部图,非商业推广。

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05配液与用量

项目每样本核算
含DNA/空白胶块100–200 mg减去空管质量;胶约1 mg≈1 μL,只用于体积估计
二次挤出补液10 mM Tris pH8.0 50 μL加在第一次挤干胶上
水相调整合并挤出液以Tris补至200 μL如实得160 μL,补40 μL
有机抽提PCI200 μL;随后氯仿与实得水相等体积不把胶质量用作第二次抽提体积
沉淀示例最终V=180 μL,3 M乙酸钠18 μL、乙醇450 μL总648 μL
洗/重溶70%乙醇500 μL×2;Tris30 μL输入200 ng、全回收上限6.67 ng/μL

06时间安排

阶段条件时间
称胶/冻结−20°C,冻结至硬实至少30分钟
解冻、挤胶两次室温/16000×g20–30分钟
抽提室温25分钟
沉淀−20°C 30分钟;4°C离心20分钟约1小时
重溶与QC室温20分钟

07开始前的准备

保存切胶前图及同批质量参照,以估计输入量;不要用切胶后条带消失推算回收率。装置须能截留碎胶且不漏裂,先用空白胶演练。本文200 mg上限比旧文0.6 g更保守,防止过载;将S和B分开用新刀片切取。

08逐步操作

  1. 保存完整胶图,确认目标为约1 kb单一带,记录载入DNA质量或相邻质量标准的估算方法。
  2. 在蓝光下用新刀片切取最小目标胶块,去掉多余无信号胶,称净质量;另切同等质量空白胶块B。
  3. 将胶块放入已验证滤篮,装入匹配收集管,盖紧并标S/B;每管不超过200 mg。
  4. −20°C放至少30分钟,直至胶块完全冻结硬实;记录实际冻结时间,不只机械计时5分钟。
  5. 室温解冻约5分钟至胶变软,用洁净宽口头轻压碎成小块;避免尖端刺穿滤网。
  6. 16000×g、室温离心10分钟,将第一次挤出液转到新管并量体积V1。
  7. 在滤篮胶渣上加50 μL Tris,放5分钟,16000×g离心5分钟;合并两次液体,记V2和总量。
  8. 以Tris把合并液补至200 μL;若合并液超过200 μL则按实际体积做后续等体积抽提,不倒掉超量液。
  9. 在通风橱加入等体积PCI,盖紧颠倒1分钟,12000×g室温离心5分钟,取上层水相入新管。
  10. 加等体积氯仿:异戊醇,混匀并12000×g离心5分钟,再取水相,记录最终V。
  11. 加0.1V 3 M乙酸钠及2.5V无水乙醇,轻混,−20°C放30分钟;16000×g、4°C离心20分钟。
  12. 吸去上清,加500 μL70%乙醇,16000×g离心5分钟;再洗一次,吸尽可见残液。
  13. 室温风干5–10分钟至无液滴,加30 μL Tris,室温15分钟后轻吹混匀,不把沉淀烤成硬块。
  14. 定量S与B,各取相同体积做胶;报告条带大小、是否有额外带和实测回收量,再决定是否用于连接。

09结果判断与质控

成功须回收到与输入同大小的DNA且B无相应带;回收率=产物浓度×实际体积/输入质量×100%。输入质量不准确时只报估算回收率;冻融法易低回收,不能保证70%。极低量、<200 bp或较大片段不在本例验证范围内。

10实验记录模板

管号胶mg/输入ng冻结起止V1/V2/补水μL最终V/盐/醇μL重溶μLng/μL/回收率QC胶
S/B待填待填待填V/0.1V/2.5V30待测/待算待填

11常见问题与排错

出液少

检查是否冻透、滤网堵塞或胶量过多;保留残胶,分批再挤,记录增加液量。

浓度很低

检查输入DNA、装置吸附和沉淀损失;本法不适合把痕量DNA回收当作必然结果。

连接失败

用未冻融同片段作阳性,排查溶剂、染料及UV损伤;大小正确不等于末端完整。

12参考资料

  • 用户提供网络手册物理第8页“DNA片段回收与纯化—冻融法”:核对冻融、二次回收及有机净化历史路线。
  • Addgene,Purifying Plasmid DNA,Phenol-Chloroform Extraction与Ethanol Precipitation,网页查阅2026-11-02:核对净化、分相和沉淀;本文冻结挤出为对旧法的限定小规模替代,装置与回收必须预验证。
  • Addgene,Gel Purification,已获取全文,查阅2026-11-02:核对最小胶块、减少照射和后续回收质控。
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做完最后一步,再核对原始记录。填写实际用量、起止时间与观察结果;遇到异常,先记录,再查看排错说明。