培养细胞酚氯仿基因组DNA:100万细胞的SDS/蛋白酶K路线

从已收集普通培养细胞开始,以明确的裂解体系、有机分相和乙醇沉淀获得常规基因组DNA。

01本篇适用条件

从指导者已收集、计数的1×10⁶个普通非感染培养细胞(例如CHO-K1)沉淀开始;不包括人体取材、组织切取或感染细胞。每次一个样本S和一个无细胞PBS提取空白B,裂解500 μL,最终100 μL TE重溶。仅用于常规PCR、酶切和完整性教学,不保证100–200 kb。

02实验原理

EDTA限制核酸酶活性,SDS裂解细胞,蛋白酶K消化蛋白。碱性平衡酚/氯仿使DNA主要留于上层水相;氯仿再抽提降低酚夹带,再以盐和乙醇沉淀。水相取样时避免界面,比盲目反复抽提更能兼顾纯度与回收。

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。

04材料与仪器

  • 已计数CHO-K1细胞沉淀、PBS、1 M Tris-HCl pH8.0、0.5 M EDTA pH8.0、5 M NaCl、10% SDS、20 mg/mL蛋白酶K、10 mg/mL DNase-free RNase A。
  • pH8平衡酚:氯仿:异戊醇25:24:1、氯仿:异戊醇24:1、3 M乙酸钠pH5.2、无水及70%乙醇、TE。
  • 2 mL耐溶剂管、宽口头、55°C水浴、12000–16000×g离心机、荧光定量和0.8%胶。

05配液与用量

项目配方/加量终浓度/核算
基础裂解液10 mL1 M Tris 100 μL、0.5 M EDTA 200 μL、5 M NaCl 200 μL、10% SDS 500 μL,水至10 mL10 mM Tris、10 mM EDTA、100 mM NaCl、0.5% SDS
每管消化基础裂解液495 μL、20 mg/mL蛋白酶K5 μL500 μL,蛋白酶K200 μg/mL;基础成分稀释为0.99倍
去RNADNase-free RNase A 10 mg/mL,2.5 μL总502.5 μL,约49.8 μg/mL
初抽提PCI 502.5 μL等体积;总约1.005 mL
沉淀例回收水相V=400 μL:3 M乙酸钠40 μL、无水乙醇1000 μL加盐后约0.273 M;总1.44 mL,须2 mL管
洗/重溶70%乙醇每次1 mL,两次;TE100 μL70%乙醇由7 mL无水乙醇以水补至10 mL

06时间安排

阶段条件时间
PBS洗涤与重悬室温15分钟
蛋白消化55°C2小时
RNase与分相37°C 30分钟;室温离心约1小时
沉淀/洗−20°C 30分钟;4°C离心约1小时
重溶4°C过夜

07开始前的准备

核对细胞身份与无感染性,保留准确计数记录。准备S和B同批加工。混合液含SDS时不可直接用吸光度推测DNA;预先配好基础裂解液,再现加蛋白酶K。只使用明确pH8平衡的核酸级酚,不用酸性RNA抽提酚。

08逐步操作

  1. 记录S为1×10⁶细胞;向S与B各加1 mL PBS,S轻柔悬浮,500×g离心5分钟,吸去上清。
  2. 各加495 μL基础裂解液及5 μL蛋白酶K,盖紧,轻颠倒10次直至悬液均匀。
  3. 55°C孵育2小时,每30分钟轻颠倒,记录是否仍见颗粒;不强吹打黏稠DNA。
  4. 降至37°C,加入2.5 μL RNase A,轻混,37°C孵育30分钟。
  5. 在通风橱各加502.5 μL PCI,盖紧,温和颠倒3分钟,使水相与有机相充分接触。
  6. 12000×g、室温离心10分钟,确认上下两相和界面,缓慢将上层水相移新管并测量V。
  7. 各加与V等体积氯仿:异戊醇,颠倒2分钟,同条件离心10分钟,将水相移新管、记录新V。
  8. 若界面仍明显,重复一次等体积PCI与一次氯仿抽提;每次按实际水相重算,记录回收损失。
  9. 按最终水相V加入0.1V 3 M乙酸钠和2.5V无水乙醇,轻颠倒10次,确认2 mL管有足够空间。
  10. −20°C放30分钟,16000×g、4°C离心20分钟;记录管铰链朝外以定位沉淀。
  11. 缓慢吸去上清,加1 mL 70%乙醇覆盖沉淀,16000×g、4°C离心5分钟;重复一次洗涤。
  12. 吸去可见残液,室温风干5–10分钟至无液滴;加100 μL TE,4°C过夜温和重溶。
  13. 用相同荧光法测S与B;约100 ng S上0.8%胶,另设DNA质量对照,保存胶图。
  14. 报告浓度、总量、完整性和空白;分装−20°C,收集所有酚/氯仿和醇类废物。

09结果判断与质控

DNA应以高分子量为主,明显拖尾提示剪切/降解,低分子条带提示RNA残留。A260/280约1.8和A260/230约2可作参考,但低浓度时比值易失真,不能代替荧光定量及下游测试。空白异常则该批回到污染定位。

10实验记录模板

样本/细胞数消化起止/外观各次水相V μL最终盐/乙醇μL重溶μL浓度/总量胶/空白下游测试
S/B待填待填0.1V/2.5V100待测待填待填

11常见问题与排错

水相少或难分层

确认管容量、颠倒混合与离心条件;按实际V继续,不取界面补体积。

DNA呈碎片

检查起始细胞质量、核酸酶与裂解后强混,重新做温和处理。

浓度高但PCR差

排查酚、SDS、盐或乙醇残留,以1:10稀释和独立DNA阳性比较,必要时重新净化。

12参考资料

  • 用户提供网络手册物理第6页末、第7–8页:核对培养细胞酚抽提路线;将不清晰的裂解液改写为可复算的SDS质量/体积配方,限于已收集培养细胞。
  • Addgene,Purifying Plasmid DNA中Phenol-Chloroform Extraction of DNA Samples及Ethanol Precipitation,网页查阅2026-11-02:核对等体积抽提、上层水相、后续氯仿及醇沉淀。
  • OpenWetWare,Phenol/chloroform extraction,网页查阅2026-11-02:核对100–700 μL水相范围与酸性酚导致DNA损失的边界。本文500×g细胞沉降、55°C 2小时及明确×g为所限定教学流程。
✓

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。