PCR 产物、gDNA、标记样品和含咪唑蛋白,在 Lunatic 上选哪个应用

PCR 产物、gDNA、标记样品和含咪唑蛋白,在 Lunatic 上选哪个应用

纯化后的样品常混有咪唑、dNTP、RNA 或染料,它们的吸收叠加在 A280 或 A260 上。Lunatic 为这些样品设有专用应用。选对应用和空白后,软件报告目标分子的浓度,并给出杂质或染料的量。

按样品查应用和空白

在主界面点击 Protein 或 Nucleic Acids,进入 Select Application 界面,按下表选择。

样品 / 应用(大类 → 列) / 空白 / 需输入 / 主要结果

镍柱洗脱组分、纯化的 His 标签蛋白:应用(大类 → 列) IgG (His-tagged) Protein → Unmix;空白 纯水;需输入 E1%;主要结果 蛋白 mg/mL、咪唑 mM

荧光标记蛋白:应用(大类 → 列) Labeled Protein Protein → Incorporated Dyes;空白 样品缓冲液;需输入 染料、E1%、分子量;主要结果 蛋白 mg/mL 和 pmol/µL、染料 pmol/µL、DoL

Cy3/Cy5 标记的 RNA、ssDNA:应用(大类 → 列) RNA Cy3/Cy5、ssDNA Cy3/Cy5 Nucleic Acids → Incorporated Dyes;空白 纯水;需输入 无需染料参数;主要结果 核酸 ng/µL 和 pmol/µL、Cy3 和 Cy5 pmol/µL

纯化 PCR 产物:应用(大类 → 列) DNA (Purified PCR) Nucleic Acids → Unmix;空白 纯水;需输入 无;主要结果 扩增子 ng/µL、杂质、背景

哺乳动物 gDNA:应用(大类 → 列) DNA (Tissue/blood) Nucleic Acids → Unmix;空白 纯水;需输入 无;主要结果 dsDNA ng/µL、RNA ng/µL、杂质、背景

细菌、酵母、植物、质粒等来源的核酸提取物:应用(大类 → 列) Nucleic Acids (DNA equiv.)、Nucleic Acids (RNA equiv.) Nucleic Acids → Unmix;空白 纯水;需输入 无;主要结果 总核酸 ng/µL(DNA 或 RNA 当量)、杂质、背景

早期软件和资料中的 Protein labeled、Purified PCR、DNA mammalian,现行名称分别是 Labeled Protein、DNA (Purified PCR)、DNA (Tissue/blood)。

Figure 1. Nucleic Acids 大类的 Select application 界面,选中项为 Nucleic Acids (RNA equiv.)。

Figure 2. Protein 大类的 Select application 界面,选中项为 IgG (His-tagged)。

上机前确认空白和板型

Unmix 应用必须用水做空白。这些应用已包含缓冲液背景,再用洗脱缓冲液做空白会重复扣除,引入误差并抬高残差。

ssDNA Cy3/Cy5 和 RNA Cy3/Cy5 位于 Incorporated Dyes 列,算法属于 Unmix,同样用水做空白。

Labeled Protein 用样品所在的缓冲液做空白。一块板上有多种缓冲液时,用 Sample Groups 分组,并为每组指定空白。

Unmix 应用只能使用 Lunatic 板或 High Lunatic 板,标准 96 孔板选项显示为灰色。加样操作见《2 µL 准确加样》,Unmix 结果的完整读法见《如何解读 Unmix 结果》。

含咪唑的蛋白:IgG (His-tagged) 分别报告蛋白和咪唑

应用。镍柱洗脱组分或纯化的 His 标签蛋白选 IgG (His-tagged)。这个应用只把咪唑定义为杂质,并扣除浊度背景。

加样。用纯水做空白,输入目标蛋白的 E1%(默认 10)。去垢剂会干扰样品进入微比色皿,受影响的孔以红色标记。Triton X-100 和 NP-40 的上限为 0.01%,Tween 80 为 10%,CHAPS 为 20%。其他组分见缓冲液兼容性表。

读数。绿色曲线是蛋白,浓度由该曲线的 A280 峰值和 E1% 算出。蓝色曲线是咪唑,单位为 mM。灰色是浊度背景,已从实测光谱中扣除。

残差(RRSE)偏高时软件给出红色警告,原因通常是浊度过高、存在未知化学物或浓度过低。

实测。样品 EB_Fab10,水作空白,E1% 设为 13.70。蛋白浓度 3.40 mg/mL,咪唑 241.21 mM,残差 1.2%。

Figure 3. IgG (His-tagged) 应用结果,样品 EB_Fab10。绿色为蛋白,蓝色为咪唑,黑色为扣除背景后的光谱。Background (A280) 0.10。

荧光标记蛋白:Labeled Protein 一次给出浓度和标记度

应用。Labeled Protein 同时报告蛋白浓度、染料量和标记度(degree of labeling,DoL)。

加样。用样品缓冲液做空白。软件内置 4 种标记物;其他染料点击 Add new dye,输入最大吸收波长、该波长的摩尔消光系数 [L/(mol·cm)] 和 280 nm 校正因子。然后输入 E1%(默认 10)和分子量。

读数。蛋白浓度由基线校正后光谱的 A280 和 E1% 算出,并校正染料在 280 nm 的吸收。输入分子量后,软件才报告摩尔浓度和 DoL。

染料浓度等于染料特征波长的吸光度除以其消光系数。DoL 等于染料浓度(pmol/µL)除以摩尔蛋白浓度,再乘以 100。

实测。样品 BSA+Fitc,PBS 作空白,E1% 6.67,分子量 66000 g/mol。蛋白 5.89 mg/mL(89.3 pmol/µL),染料 41.42 pmol/µL,DoL 46.38%。

Figure 4. Labeled Protein 应用结果,样品 BSA+Fitc。黑色为基线校正后的光谱,280 nm 附近为蛋白峰,500 nm 附近为染料峰。

Cy3/Cy5 标记探针:从同一条光谱分离核酸和两种染料

应用。RNA 探针选 RNA Cy3/Cy5,ssDNA 探针选 ssDNA Cy3/Cy5。两个应用分离出核酸、Cy3 和 Cy5 的光谱,报告核酸浓度和染料量,并计算 DoL。

其他染料或 dsDNA 选 Labeled ssDNA、Labeled RNA 或 Labeled dsDNA。这些应用按染料的吸收波长和摩尔消光系数计算。标记 DNA 未选择标记物时,光谱会偏斜或出现负值。

加样。用纯水做空白。

读数。各颜色的含义如下:

  • 绿色:ssDNA 或 RNA,单位 ng/µL 和 pmol/µL。浓度因子 ssDNA 为 33,RNA 为 40。
  • 亮绿和红色:Cy3 和 Cy5。
  • 蓝色:蛋白、胍硫氰酸盐、叠氮化物、EDTA 和柠檬酸盐;RNA 应用还包括苯酚。
  • 灰色:样品浊度、磁珠残留和血红蛋白/血红素的吸收,已从实测光谱中扣除。

残差超过 2.5% 或 A260 低于 0.5 OD 时,软件不再显示 RNA 或 ssDNA 的专属曲线。此时紫色曲线代表全部核酸,仍按 40 或 33 换算。

实测。样品 sample_B_Cy3+Cy5,水作空白,ssDNA Cy3/Cy5 应用。ssDNA 235.8 ng/µL,Cy3 3.5 pmol/µL,Cy5 2.9 pmol/µL,残差 1.6%。

Figure 5. ssDNA Cy3/Cy5 应用结果,样品 sample_B_Cy3+Cy5。Base Concentration 770.5 pmol/µL,Impurities (A260) 和 Background (A260) 均为 0.00。

纯化 PCR 产物:扣除 dNTP 等杂质后读扩增子浓度

应用。不同方法或商品试剂盒纯化的 PCR 产物,都选 DNA (Purified PCR)。除样品名外无需其他输入。

加样。用纯水做空白。

读数。绿色曲线是扩增子,浓度等于该曲线的 A260 峰值乘以 50。蓝色曲线包括 dNTP、胍硫氰酸盐、EDTA、浸出物和甜菜碱。灰色是浊度背景,磁珠残留单独报告。

残差超过 2.5% 或 A260 低于 0.5 OD 时,软件不再显示 DNA 专属曲线。此时紫色曲线代表全部核酸,仍按 50 换算。

实测。Promega、SPRI 和 QiaQuick 三种纯化方式各取 4 个样品,比较 A260、Purified PCR 应用和荧光试剂盒。A260 的结果最高,Purified PCR 应用与荧光法接近。

两者的差异可能与片段长度有关:这批扩增子多在 1000 bp 以下,而荧光法用片段长度不同的标准品(如 λ 噬菌体 DNA)校准时,会低估这一长度范围的片段¹。Purified PCR 应用对片段长度不敏感。

Figure 6. 三种方法测得的 PCR 产物浓度(ng/µL)。绿色为荧光试剂盒,蓝色为 Purified PCR 应用,灰色为 A260。从左到右每 4 个样品一组,依次为 Promega、SPRI 和 QiaQuick。

Figure 7. 单个样品的结果,sample_G1。扩增子 58.206 ng/µL,Impurities (A260) 0.05,Background (A260) 0.06,残差 0.7%。

哺乳动物 gDNA:残留 RNA 和缓冲盐分开报告

应用。人或动物的血液、唾液、组织和细胞系来源的 gDNA,选 DNA (Tissue/blood)。不同提取方法和商品试剂盒的样品都适用。除样品名外无需其他输入。

加样。用纯水做空白。

读数。绿色曲线是 dsDNA,针对 GC 含量 40–45% 的 gDNA,浓度等于该曲线的 A260 峰值乘以 50。蓝色是杂质,可细分报告 RNA(ng/µL)、硫氰酸盐(mM)、缓冲液组分(OD230)和苯酚(mM)。

灰色是浊度背景,磁珠残留和血红蛋白/血红素(吸收峰 405 nm)另行报告。残差超过 2.5% 或 A260 低于 0.5 OD 时,软件不再区分 DNA 和 RNA,紫色曲线代表全部核酸,按 50 换算。

实测。第一组为血液 DNA,用 QIAsymphony 化学法提取,230 nm 附近有强吸收峰。第二组用 chemagic DNA 细胞试剂盒提取自培养细胞,RNA 含量高。

以荧光 dsDNA 检测法为对照方法,每个样品重复 3 次。A260 浓度普遍高于对照方法,DNA (Tissue/blood) 的结果更接近对照方法。第二组 s6–s8 的差别最明显。

Figure 8. gDNA 浓度对比(ng/µL),3 次重复的平均值,误差棒为标准差。绿色为荧光对照方法,蓝色为 DNA (Tissue/blood) 的 dsDNA 值,橙色为 A260 浓度。

Figure 9. 血液来源样品。dsDNA 85.7 ng/µL,Buffer components (A230) 3.10,残差 0.5%。

Figure 10. 细胞沉淀来源样品。dsDNA 80.7 ng/µL,RNA 37.75 ng/µL,残差 0.4%。

加标实验也可参考:小牛胸腺 DNA(约 100 ng/µL)加小牛肝 RNA(约 50 ng/µL),TE 缓冲液,High Lunatic 板,水作空白,重复 4 次。测得 DNA 108.4 ± 8.3 ng/µL,RNA 45.8 ± 6.2 ng/µL。详见DNA 定量技术说明。

来源不明的提取物:按当量报告总核酸

应用。细菌、酵母、植物、质粒等来源的提取物,不需要区分 DNA 和 RNA 时选这一组。DNA 提取物选 Nucleic Acids (DNA equiv.),RNA 提取物选 Nucleic Acids (RNA equiv.)。

加样。用纯水做空白。除样品名外无需其他输入。

读数。紫色曲线是总核酸,涵盖 GC 含量 25–75% 的 DNA、总 RNA 和降解 RNA。浓度等于该曲线的 A260 峰值乘以因子:DNA equiv. 为 50,RNA equiv. 为 40。

蓝色杂质和灰色背景以 OD260 报告。超过下表阈值的组分会单独列出。残差超过 2.5% 或 A260 低于 0.5 OD 时,这些细分项不显示。

类别 / 组分 / 阈值 / 报告单位

杂质:组分 苯酚;阈值 0.086 mM;报告单位 mM

杂质:组分 硫氰酸盐;阈值 0.1525 mM;报告单位 mM

杂质:组分 缓冲液组分;阈值 0.5 OD230;报告单位 OD230

杂质:组分 去垢剂;阈值 0.1 OD260;报告单位 OD260

杂质:组分 蛋白;阈值 0.1 OD280;报告单位 OD280

背景:组分 磁珠;阈值 0.5 OD260;报告单位 OD260

背景:组分 血红素;阈值 0.05 OD260;报告单位 OD260

背景:组分 叶绿素;阈值 0.1 OD260;报告单位 OD260

实测。Nucleic Acids (RNA equiv.) 应用测得样品 Sample 11 的总核酸为 81.8 ng/µL RNA 当量。胍硫氰酸盐 0.57 mM 和 A230 缓冲液组分 0.91 超过阈值,被单独列出。

DNA equiv. 的加标实验:小牛胸腺 DNA(约 100 ng/µL)加 0.1% BSA,TE 缓冲液,High Lunatic 板,水作空白,重复 4 次。测得 111.0 ± 1.6 ng/µL DNA 当量,Protein (A280) 0.66。

Figure 11. Nucleic Acids (RNA equiv.) 应用结果,样品 Sample 11。Impurities (A260) 0.04,Background (A260) 0.00,残差 0.5%。

References

  • Schoppee Bortz PD, Wamhoff BR. Chromatin immunoprecipitation (ChIP): revisiting the efficacy of sample preparation, sonication, quantification of sheared DNA, and analysis via PCR. PLoS One. 2011;6(10):e26015. doi:10.1371/journal.pone.0026015
  • before-run · 上机前确认空白和板型
  • labeled-protein · 荧光标记蛋白
  • cy3-cy5 · Cy3/Cy5 标记 RNA 和 ssDNA
  • purified-pcr · 纯化 PCR 产物