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2024-12-19

质控数据暗藏玄机,一文揭秘

做核酸(DNA/RNA)检测的实验室小伙伴们都知道,在核酸提取完成后需要对产物进行质控,以确保核酸浓度与质量达到后续应用标准,如:PCR,RT-PCR,转录,测序,芯片等后续应用。

 

核酸(DNA/RNA)的质控方法有哪些?

 

一、微量紫外分光光度计(如Nanodrop)和荧光定量(如Qubit)检测核酸纯度、浓度

1根据OD值评估核酸纯度OD260/OD280OD260/OD230

DNAOD260/OD280比值通常为1.8左右,大于2.0,表明可能有RNA污染;小于1.7,表明可能有蛋白质、酚等污染。OD260/OD230的比值可用于判断DNA样本中是否存在有机溶剂、碳水化合物等其他杂质。一般来说,纯净的DNA样本OD260/OD230的比值应大于2.0。如果比值小于2.0,表明可能存在上述杂质。

RNAOD260/OD280比值通常为2.0左右,低于1.8,说明可能有蛋白质污染;高于2.2,说明RNA降解或异硫氰酸残留。纯净的RNA样品,OD260/OD230的比值应大于2.0,表示RNA纯度高,不含显著的污染物‌。

值得注意的是:以上OD260/OD280OD260/OD230比值,在核酸浓度较低的情况下,波动性较大,参考性较低。

2、测量值看核酸(DNA/RNA)浓度

NanodropQubit都可以检测核酸浓度,但Nanodrop测量值在某些情况下可能不准确,存在偏高或者假浓度的情况。  

1)由于核酸降解导致Nanodrop测量值偏高(如图一)

 

图一

将相同条件下的植物组织样本均分成两组,两组样本分别采用品牌C(第一组)和新百基(第二组)的植物组织DNA提取试剂盒进行提取,从Nanodrop浓度值可以看出,第一组的浓度均值大于第二组,但结合电泳图,不难发现,第一组DNA产物存在降解,Nanodrop测量值存在误差。

原因分析:Nanodrop是通过测量物质对不同波长光的吸收程度来进行分析,核酸在波长260nm处有最高吸收峰。吸收紫外光的性质是嘌呤环和嘧啶环的共轭双键系统所具有的,所以嘌呤和嘧啶以及一切含有它们的物质,不论是核苷、核苷酸或核酸都有吸收紫外光的特性。但紫外法不能区分,故结果偏高。

2DNA中残留RNA,导致Nanodrop值偏高(如图二)

 

图二

将同一动物组织样本均分为三组,三组样本分别采用品牌M(第一组)、品牌G(第二组)和新百基(第三组)的动物组织DNA提取试剂盒进行提取,从Nanodrop浓度值可以看出:第二组>第一组>第三组,但结合电泳图,不难发现,第一组和第二组DNA产物中含有RNA,存在RNA污染,且DNA条带亮度均低于第三组。Nanodrop测量值存在误差。

原因分析:Nanodrop是通过测量物质对不同波长光的吸收程度来进行分析,核酸在波长260nm处有最高吸收峰。吸收紫外光的性质是嘌呤环和嘧啶环的共轭双键系统所具有的,DNARNA都含有共轭双键系统,紫外法不能区分DNARNA,所以测量值偏高,存在误差。

3Nanodrop测量值远高于Qubit测量值(如图三)

 

图三

将相同条件下的动物组织样本均分成三组,分别采用三个品牌(第一组品牌A、第二组品牌B、第三组新百基)的动物组织DNA提取试剂盒进行提取。可以看出:三组数据Nanodrop浓度均值:第一组>第二组>第三组,但Qubit测量均值:第一组<第二组<第三组,其中第一组数据中Qubit测量值比Nanodrop低大约40左右,结合电泳图,可以看出第一组Nanodrop测量值存在虚高。

 

原因分析:紫外分光光度计(如Nanodrop)是通过测量物质对不同波长光的吸收程度来进行分析,在特定条件下,吸光度与溶液的浓度成正比。核酸、核苷酸及其衍生物都具有共轭双键系统,能吸收紫外光,若样品内混杂有大量的核苷酸或蛋白质等能吸收紫外光的物质,则测量误差较大。

荧光定量(如Qubit)采用荧光染料检测特定目标分子的浓度,该技术采用只有与DNARNA或蛋白质结合后才发出荧光的Molecular Probes® 染料。这些荧光染料只有与特异性的靶分子结合时才能发出荧光信号,因此这种特异性可以获得更准确的结果。

 

二、琼脂糖凝胶电泳检测核酸(DNA/RNA)质量,如下图,图四:为DNA电泳图,图五:为RNA电泳图。

 

所以在进行核酸质控时要进行多方位多角度检测,确保核酸产物质量达到后续检测标准。

如果比较关注核酸浓度,建议结合紫外分光光度计(如Nanodrop)和荧光定量(如Qubit)测量值进行判断;如果比较注重纯度,建议结合紫外分光光度计(如Nanodrop)和琼脂糖凝胶电泳进行判断;当然如果有条件,三者结合判断更准确。


以上图片由成都新百基生物科技有限公司提供(028-8649-8129)