什么是引物合成?
Oligo DNA的人工化学合成始于50年代初期,1980年,全自动的固相DNA合成仪面市后,使得快速合成Oligo DNA成为可能,这推动了生物工程技术的蓬勃发展。随着生物工程技术发展,人工合成Oligo DNA的需求量越来越大,已经成为分子生物学实验中基础的试剂之一。而合成Oligo DNA的质量,将会直接影响科研人员实验计划的顺利进行。因此, 使用高质量的合成Oligo DNA制品变得尤为重要。
引物合成Oligo DNA制品有如下特点:
1、合成高质量的DNA制品。
2、推出脱盐纯化、PAGE纯化、HPLC纯化三种级别制品,客户可根据实验需要选择。我们对每个制品都进行严格的质量管理。
3、制品包装中附有制品相关的多种数据,包括:合成的原始数据,A、G、C、T各碱基的分布情况,分子量,OD数,nmol数等,使用方便。
引物合成的原理
引物合成现在一般都采用亚磷酰胺化学合成Oligo DNA片段,具有快速偶联以及起始反应物比较稳定的特点。该方法是在固相载体上完成DNA链的合成的,合成时从3"→5"方向进行,通常3"端的第一个碱基结合在Glass担体(Controlled Pore Glass,CPG)上。Oligo DNA合成的原理基本相同,主要差别在于合成产率的高低、试剂消耗量和单个循环用时的不同。我公司采用的合成仪主要机型为ABI3900高通量合成仪。
合成的详细过程见图1,现简要说明如下:
图1 Oligo DNA合成原理图。N1代表第一个碱基,N2代表第二个碱基,依次类推。
引物合成过程中可以观察TCA处理阶段的颜色判定合成效率。连接在CPG上的引物被切下来,通过, PAGE等手段纯化引物,成品引物用C18浓缩、脱盐,测定OD260定量,根据订单要求分装。
引物合成项目表
(一)常规合成(≤60bp)
(二)长链合成(>60bp)
(三)硫代修饰(SPO3)
(四)特殊碱基
Q:1. 如何测定引物的OD值?
A: 用紫外分光光度计在260nm波长测定溶液的吸光度来定量,请注意紫外分光光度计的使用,测定时溶液的吸光度稀释到0.2-0.8之间(吸光度太高或太低会有较大的误差)。DNA干粉用一定体积的水充分振荡溶解以后,取部分溶液稀释到1ml并在1ml标准比色皿中测定其吸光度,即为所测体积的OD值,进而可以计算出母液的OD值。
举例:您拿到一管干粉的DNA,用1ml水溶解成母液,取该母液50μL稀释成1ml并在1ml标准比色杯中测定的吸光度为0.25,说明该50μL中含有0.25OD的DNA,也即说明原来1ml母液中含有5OD的DNA。
Q:2. 如何检测引物的纯度?
A: 实验室方便的作法是用PAGE方法。使用加有7M尿素的一定浓度的聚丙烯酰胺凝胶进行电泳,<12个碱基的引物用20%的胶,12-60个碱基的引物用16%的胶,>60个碱基的引物用12%的胶,取0.2OD左右的引物,用尿素饱和液溶解或引物溶液中加入尿素干粉直到饱和,上样前加热变性(95oC,2min)。
加入尿素的目的一是变性,二是增加样品比重,容易加样。600V电压进行电泳,一定时间后(约2-3小时),剥胶,用荧光TLC板在紫外灯下检测带型,在主带之下没有杂带,说明纯度是好的(有时由于变性不充分,主带之上可能会有条带,乃是引物二级结构条带)。
Q:3. 合成引物的稀释与保存?
A: 初始拿到的DNA,其性状为薄膜状或者粉末状的白色粉末,附在离心管内壁上。稀释前,请将引物管离心数秒使DNA聚集到管低,小心开启管盖,以免引起粉末飞扬造成DNA损失,再加入适量的TE缓冲液,盖好管盖,漩涡振荡混匀并使其充分溶解。
建议将引物稀释于TE(10mM Tris-HCL,pH8.0,1mM EDTA)溶液中,浓度高于10μM,并于-200C储存。 例如:如果您需要稀释到10μM,只需要加入(管内总nmol数/10)ml的TE即可。没有溶解的引物非常稳定,可以在-20℃下保存至少1年,溶解好的引物可以事先稀释为100μmoL/L的储存液,分装数份保存于-20℃冰箱,可以保存至少半年以上(反复多次冻融会降低使用寿命)。
Q:4. 荧光标记的DNA如何稀释与保存?
A: 荧光标记(如HEX,TET,FAM,Cy3,Cy5等)的DNA对光较敏感,在合成及运输过程中。接到合成引物后,请立即避光保存。对于非Cy类的荧光标记引物,建议将引物稀释于TE溶液中,浓度高于10μM,并于-20℃储存于暗盒中。Cy3及Cy5标记的引物在碱性条件下易降解,所以此类引物应于中性条件下在-20℃避光保存。
Q:5. 一般的合成的引物在5"和3"末端有磷酸基团吗?
A:没有,5"和3"末端均为-OH基。如需要加磷酸基团,订货时请特别注明,此时需收取磷酸化的费用。
Q:6. 如何将两条互补的单链退火形成双链?
A: 用退火缓冲液(10mM Tris, pH 7.5 - 8.0, 50mM NaCl, 1mM EDTA)溶解引物, 将要退火的引物等摩尔数混合,总体积不要超过500微升,加热到95℃ 2mins,然后缓慢冷却至室温(低于30度)即可。退火的产物可以放在4度待用。
Q:7. 引物在常温下运输,会降解吗?
A:不会降解,干燥的引物在常温至少可以稳定存放二周以上。而一般的运输时间通常都在1-3天,所以您收到的引物不会降解。
Q:8. 合成的引物进行PCR反应时无目的带,怎么办?
A:PCR反应失败的原因很多,可以从以下几个方面考虑:
1) 引物和模板是否配对,同源性有多大?
2) 引物本身是否有立体结构?
3) PCR反应用试剂是否能正常工作?
4) PCR仪是否工作正常?
5) PCR反应条件是否合适?
如果一切正常,还无法解决问题时,我们可以免费重新合成引物。
Q:9. 已经溶解的引物,为什么原先使用正常,而过一段时间再使用就不好了?
A:如果您溶解引物的水PH过低或污染了菌或核酸酶,会使引物降解。使用时没有充分解冻混合,液体不均匀也可能会造成引物加入量不准确。建议分装引物,避免反复冻溶。建议使用10mM Tris pH7.5缓冲液溶解引物,因为有些蒸馏水的pH值比较低(pH4-5),引物在这种条件下不稳定。还有一种可能性是引物没有问题,而是PCR使用材料是模板的质量与先前使用的不完全一致。
Q:10. 引物纯化方式有哪些,如何选择?
A:◆ C18柱脱盐:有人称其为简易反相柱,它对DNA有特异性的吸附,可以被有机溶解洗脱,但不会被水洗脱,所以能去除盐分。
它不能去除比目的片段短的小片段。实际上,它是一种脱盐的作用。这种方法一般不会对普通PCR反应产生影响。
对于需要用于测序、克隆的引物不能使用这个级别。
◆ PAGE纯:PAGE纯化法是使用变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,对DNA片段进行分离,然后从凝胶中回收目的DNA的方法。
PAGE纯化法也是一种非常有效的DNA纯化方法,纯化后的DNA纯度大于95%,对长链Oligo DNA (大于50mer)的纯化。
◆ HPLC纯化:HPLC纯化是使用高效液相色谱的原理,对DNA片段进行纯化。
纯度可以大于99%。主要用于短链和修饰引物的纯化。该法的弱点是成本较高,批量生产效率不高。
Q:11. 如何计算引物的Tm值?
A:引物设计软件都可以给出Tm,引物长度,碱基组成,引物使用缓冲的离子强度有关。
长度为25mer以下的引物,Tm计算公式为:Tm = 4℃(G C) 2℃(A T)
对于更长的寡聚核苷酸,Tm计算公式为: Tm = 81.5 16.6 x Log10[Na ] 0.41 (%GC) – 600/size 公式中,Size =引物长度。
Q:12. 引物(含修饰)的分子量是如何确定的?
A:非修饰的引物的Molecular Weight在随引物提供的报告单上都有明确的标示。如果需要估计一个引物的分子量按每个碱基的平均分子量为324.5,引物的分子量=碱基数 x碱基的平均分子量。或按下列公式计算MW= (NA * WA) (NC * WC) (NG * WG) (NT * WT) (Nmod * Wmod)+(Nx * Wx) ( Ni* Wi) 16* Ns– 62.NA, NG, NC, NT, Ni分别为引物中碱基A或G或C或T或I的数量,WA, WC, WG, W, Wi分别为引物中碱基A或G或C或T或I的分子量,Nmod,Wmod, 分别为修饰基团的数目和分子量。对于混合碱基的分子量为混合碱基的分子量总合除以混合数,例如G A混合的分子量为(313.21 329.21)/2 = 321.21。Ns为硫代数目,硫代每个位置增加分子量16。 常规碱基分子量
Q:13.引物片段退火后不能连接到载体上是什么问题?
A:连接反应需要引物的5’磷酸基团。如果需要将合成的引物退火直接连接相应的载体上,引物需要磷酸化。磷酸化的产物如果还不能连接载体上,需要检查载体的酶切效果,SiRNA分子具有特殊的对称结构,退火的难度较大,退火时需要提高退火温度。