同位素标记法噬菌体的 gtp用什么仪器测量它的放射性

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放射性核素标记技术
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北京市海淀区增光路55号紫玉写字楼9层[100037]
8M288823型手持式&、&、&和X多功能沾污计量仪(&、&、&和X辐射检测仪)为您提供了快速、 精确、便捷的辐射检测手段。既可做辐射剂量率检测又能用于表面污染测量,本产品采用GM探测方法,用以监测放射性工作场所和表面 ,实验室的工作台面、地板、墙壁、手、衣服、鞋的&、&、&和X放射性污染计数测量以及环境剂量率,是一款性价比高的辐射测量仪器。 常用于: 1.检查局部的辐射泄露和核辐射污染; 2.检查周围环境的氡辐射; 3.检查石材等建筑材料的放射性 ; 4.检查有核辐射危险的填埋地和垃圾场; 5.检测从医用到工业用的X射线仪器的X射线辐射强度; 6.检查地下水镭污染; 7.检查地下钻管和设备的放射性; 8.监视核反应堆周围空气和水质的污染; 9.检查个人的贵重财产和珠宝的有害辐射; 10.检查瓷器餐具玻璃杯等的放射性; 11.精确定位辐射源; 12.家居装饰的检测。 技术性能与特点: 1、四位液晶显示 2、检测&、&、&和X射线 3、计数测量、总计数测量和剂量率测量 4、1分-24小时定时测量 5、&和X线:20kev,&&100kev,&&2Mev,对Cs-137源为5.8Cps/&Sv/h; 探测下限:对I-125是0.02微居; 6、效率(4&):接触下:对Sr-90源约38%,C-14源约5.3%;P32源约33%;Co-60源约3% 7、G-M 计数管,有效直径45mm,云母窗密度1.5-2.0mg/Cm?; 8、精度&Sv/h:&500&Sv/h;范围时&15%,在500-1000&Sv/h范围&20%; CPS:&2500 CPS范围时&15% , 在CPS范围&20%; 9、测量单位:该检测仪常用单位(Mr/h或CPM)或SI单位(&Sv/h或CPS) 测量范围: 0.001-100mR/hr 0.001-1000000uR/hr 0.001-1000uSv/hr 0-300000 CPM 0-9999000 总计数 精 度:±15% 电 源:9V层叠电池 外形尺寸:145×72 ×38mm 重 量:272g 产 地:美国
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第14章.同位素标记技术在分子生物学实验技术中的应用
第14章.同位素标记技术在分子 生物学实验中的应用中国农业大学 齐孟文 标记探针? 探针(proble) 带有检测标记的,与被检测目标 物分子具有特异性互补反应性能的探测物分子或 分子片断。 ? 探针类别核酸探针 DNA、RNA探针非核酸探针,抗体、蛋白质分子标签等 核酸探针双链DNA探针DNA探针核酸探针 RNA探针DNA探针单链DNA探针cDNA探针 标记类别标记信号 放射性标记非放射性标记32P,33P,3H, 35S,125I,131I生物素、酶、地 高辛配体、荧光 素 等。标记位置 均匀标记 非均匀标记 如DNA末端标记 标记核素核素3H 32P 33P 35S 125I 131I半衰期12.33a 14.26d 25.5d 87.23d 60d 8.04的衰变方 式?-(100) ?-(100) ?-(100) ?-(100) EC ?-(100)?粒子能量 /MeV0. 0.248 0.167?粒子能量 /MeV0.027-0.0320.605 0.333 标记单体? 掺入DNA探针的常用单体标 记化合物 [?-32p]dATP,[?32p]dCTP , [?-32p]UTP ,[?32p]ATP 。国内供应商:北京福瑞 国外供应商: UK 标记单体? 在分子克隆操作中用于标记核酸分子的标 记物主要是放射性同位素,如32P,33P和 35S 。在掺入核苷酸的标记过程中,只有三 磷酸核苷酸的α位磷酸整合到核酸链中,因 此使用 α 位磷酸被标记的三磷酸核苷酸, 如 [ α- 32 P]dATP 。而在标记 5' 末端磷酸 基团的反应中一般使用γ位磷酸被标记的 ATP 。放射性的信号通过X- 光片放射自显 影或磷屏扫描获取。 核酸探针标记法 1.双链DNA探针⑴ 切口平移法 首先用DNAase I 在探针DNA双链上造成缺口,然后 借助于E.coli DNA聚合酶I的5`→3`外切酶活性,切去 带有5`-磷酸的核苷酸;同时利用该酶5`→3`聚合酶活 性,使同位素标记的互补核苷酸补入缺口。 这两种活 性同时作用,缺口不断向3`方向移动,DNA链上的核苷 酸不断为标记的核苷酸取代,成为带有标记的DNA,纯 化除去游离脱氧核苷酸后成为标记DNA探针。最合适的 切口平移片段一般为50-500个核苷酸,产生均匀标记的 探针。切口平移反应受几种因素的影响: (a) 产物的比 活性取决于[α -32 P]dNTP的比活性和模板中核苷酸被置 换的程度。(b) DNA酶Ⅰ的用量和E.coli DNA聚合酶的 质量会影响产物片段的大小。(c) DNA模板中的抑制物 如琼脂糖会抑制酶的活性, 故应使用仔细纯化后的DNA。 切口平移法 (2)随机引物法 通过热变性使模板DNA 变为单链DNA,随机 引物与单链DNA退火后,利用Klenow Fragment合 成互补链。此时如果底物中dNTP的一种或几种被 [α -32P], [α -35S], [3H] 等标记时,那么合成 的互补链DNA也被标记。合成后的双链DNA通过热 变性变成单链后即可用作杂交探针。 随机引物 法 ? DNA标记法比较:切口平移法 反应时间 延长反应时间会降低 标记效率。必须确保 反应时间。 ~108 dpm/μg 琼脂糖等抑制反应。 随机引物法 短时间内即可得到高比活性的 探针。即使反应时间延长也不 受影响。 ~109 dpm/μg 即使有琼脂糖等混入,也相对 不受影响。探针比活性 模板纯度反应后纯化模板量要求需要除去未反应的dNTP ≥1 μg不需要除去未反应的dNTP≥25 ng 2.单链DNA探针⑴ 从M13载体衍生序列合成单链DNA探针 M13噬菌体是一种单链DNA噬菌体,但它在感 染宿主(大肠杆菌)后,在菌体细胞内复制成为 双链并繁殖,又以单链形式透出菌体,再度感染 新的宿主菌。 将模板序列克隆到M13噬菌体,以特定的同用 引物或人工合成寡合苷酸为引物,在[?-32P]dNTP 存在下,由Klenow片断 酶促合成标记探针,反应 完毕后,酶切长短不一的产物,然后通过变性凝 胶电泳与模板分离。
⑵ 从RNA合成单链cDNA探针 用RNA为模板合成cDNA探针所用的引物有两种: a. 寡聚dT为引物合成cDNA探针。本方法只能用 于带Poly(A)的mRNA,并且产生的探针极大多数偏 向于mRNA 3‘末端序列。 b. 可用随机引物合成cDNA探针。该法可避免上 述缺点,产生比活性较高的探针。但由于模板RNA 中通常含有多种不同的RNA分子,所得探针的序列 往往比以克隆DNA为模板所得的探针复杂得多, 应预先尽量富集mRNA中的目的序列。反转录得到 的产物RNA/DNA杂交双链经碱变性后,RNA单链可 被迅速地降解成小片段,经Sephadex G-50柱层析 即可得到单链探针。
3.寡核苷酸探针 若只知道待分离的目的基因编码的 蛋白质产物,而对其核苷酸序列一无所知, 即可设计合成寡核苷酸探针。 利用寡核 苷酸探针可检测到靶基因上单个核苷酸的 点突变。 单一已知序列的寡核苷酸探针. 种类 许多兼并性寡核苷酸探针组成的 寡核苷酸探针库. 4.RNA探针许多载体如pBluescript, pGEM等均带有来自 噬菌体SP6或E.coli噬菌体T7或T3的启动子,它们 能特异性地被各自噬菌体编码的依赖于DNA的RNA 聚合酶所识别,合成特异性的RNA。在反应体系中 若加入经标记的dNTP,则可合成RNA探针。 RNA探针一般都是单链,它具有单链DNA探针的 优点,又具有许多DNA单链探针所没有的优点,主 要是: RNA:DNA杂交体比DNA:DNA杂交体有更高的 稳定性,所以在杂交反应中RNA探针比相同比活性 的DNA探针所产生信号要强。 RNA:RNA杂交体用 RNA酶A酶切比S1酶切DNA:RNA杂交体容易控制,所 以用RNA探针进行RNA结构分析比用DNA探针效果。 5.末端标记(1)一种是在5`末端加成标记法:先用碱性磷酸酶(AP)去掉dsDNA 5`磷酸,再用T4多核苷酸激酶催化标记的ATP 转移加到DNA片段5`-OH上。 (2)在探针3`-末端用末端转移酶掺入一个 单标记的ddUTP。 6.PCR 扩增标记在PCR扩增时加入标记的 dNTP ,不 仅能对探针 DNA 进行标记还可进行大量扩 增,尤其适合于探针 DNA 浓度很低的情形。 标记一般流程 核酸分子杂交? 互补的核苷酸序列通过Walson-Crick碱基配 对形成稳定的杂合双链分子DNA分子的过 程称为杂交。杂交过程是高度特异性的,可 以根据所使用的探针已知序列进行特异性 的靶序列检测。 杂交类型核酸杂交 固相杂交 印迹杂交Southern Northern 斑点(dot)狭槽(slot)菌落 噬菌 真核原位杂交液相杂交 Southern杂交DNA片段经电泳分离后,从凝胶中转移到硝酸纤维素滤膜 或尼龙膜上,然后与探针杂交。被检对象为DNA,探针为DNA 或RNA。 Southern杂交可用来检测经限制性内切酶切割后的DNA 片段中是否存在与探针同源的序列,它包括下列步骤: (1) 酶切DNA, 凝胶电泳分离各酶切片段,然后使DNA原位 变性。 (2) 将DNA片段转移到固体支持物(硝酸纤维素滤膜或尼 龙膜)上。 (3) 预杂交滤膜,掩盖滤膜上非特异性位点。 (4) 让探针与同源DNA片段杂交,然后漂洗除去非特异性 结合的探针。 (5) 通过显影检查目的DNA所在的位置。 检测灵敏 Southern杂交能很灵敏地检测出低于0.1pg与 32 P标记的高比活性探针的(&109 cpm/μ g)互补 DNA。如果将10μ g基因组DNA转移到滤膜上,并 与长度为几百个核苷酸的探针杂交,曝光过夜,则 可检测出哺乳动物基因组中1kb大小的单拷贝序 列。 限制性酶切割限制片段 琼脂糖电泳DNA分子带有DNA片段的凝胶用缓冲液转移DNA 至膜(尼龙膜或硝酸 纤维素滤膜)上凝胶 滤膜转膜 吸附有DNA 片段的膜杂交、显影Southern 印迹杂交的技术流程
凝胶电泳电泳示意图 转印方法(1)毛细管虹吸 优点是简单,不需要用其他仪器。缺点 是转移时间较长,转移后杂交信号较弱。 (2)电泳转印 将DNA变性后,经电泳印移至带电荷的尼 龙膜上。优点是可直接转移较大的DNA片段,缺点是转 移中电流较大,温度难以控制。通常只有当毛细管和真 空转移无效时,才予以采用。 (3) 真空转移 一般是将硝酸纤维素膜或尼龙膜放在 真空室上面的多孔屏上,再将凝胶置于滤膜上,缓冲液从 上面的一个贮液槽中流下,洗脱出凝胶中的DNA,使其沉 积在滤膜上。该法的优点是快速,在30分钟内就能从正 常厚度(4-5mm)和正常琼脂糖浓度(&1%)的凝胶中定量地 转移出来。转移后得到的杂交信号比Southern转移强23倍。缺点是如不小心,会使凝胶碎裂, 在洗膜不严格 时,其背景比毛细管法的要高。 虹吸印迹
杂交过程分子杂交炉
成像观测? 放射性自显影 利用标记核素自身的放射性射线 使感光材料感光成象的过程。目前常用的方法有: 传统的胶片自显影 感光屏:医用X光片;原理: 爆光过程,射线粒子使X光片乳胶基质中均匀分布 的溴化银晶粒感光形成物点的潜影,然后经显影 及定影得像图。胶片影象可在底片上直接观察。 X光自显影暗盒及图像增强屏
成像观测储存磷光屏(storage phosphor screen) 一种由磷光晶体制成的影像屏(Imaging Plate)。经射线爆光后IP以潜能储存射线能,当 在读取装置下扫描读取时, IP在扫描激光下释放 潜能发出蓝绿光,光强与爆光时射线强度成正比, 用光电传感器转换电信号,再经模数转换成二进 制编码信号,由计算机成象系统合成为影象图。 操作:用塑料薄膜盖电泳凝胶,贴附于装于暗盒 的磷光屏曝光,然后在成像仪上,通过扫描磷光 屏上储存的光能进行成象。
UVI化学发光凝胶成像系统 与著名的Molecular DynamicsTM PhosphorImagerTM 系统是一样, 台风储磷技术---磷屏Typhoon9000系列能对所有电离辐射源提供高分 辨率图像并精确定量: 3H 32P 14C 33P 125I 35S 18F 99mTc大成像面积,高分辩光学系统和灵 敏的磷屏组合,为您提供可靠的实验结果。下图给出的是用32P标记的 AtlasTM 微阵列(macroarray)在GP屏上的图像。 成像观测? 闪烁光纤屏 由塑料光纤制成的板,光纤中填有铅 和发光染料,使射线能转换为可见光光子, 然后再由电荷耦合器件CCD摄像机成像。较 胶片和磷光屏的分辨率好,近实时成像且 需曝光量低。 成像观测? 放射性薄层扫描仪 由空间位置灵敏探测器组成核探测仪器。 可用于薄层层析板、凝胶电泳转印膜上放 射性条带的直接定位测定。美国的Bioscan公司 AR-2000图 像扫描仪 AR2000图像扫描仪可对所有类型同位素(包括3H)标 记的TLC板、凝胶、印迹进行直接定位定量计数测量。 扫描仪采用充气式计数器,可检测γ和β射线的同位素。 对整块薄层层析条带的扫描可在1分钟内完成。整套系 统包括一个仪器控制和数据采集软件,扫描结果以层析 图或2D图像显示,自动完成对峰的定量,并以多种方 式显示结果。 ? 应用于TLC板、凝胶和印迹 ? 不需破坏TLC板即可进行定量 ? 对所有类型同位素(包括3H)灵敏 ? 简单易用的WinScan软件 ? 快速、自动、可靠的运行 ? 提供出色的空间分辨率 ? 针对1、2、3块TLC板可选择不同的型号 ? 2-D彩色图像 ? 主要应用于放射化学纯度、脂类生物化学、代谢研究、 酶分析、毒理学研究等领域。 瑞士卡玛产地:德国 同位素薄层扫描仪技术参数扫描面积为 400×200 mm(Gita , Rita ) 50×200mm(mini Gita ,mini Rita ) 扫描速度:可选 轨道数目:1-80 检测器:γ -radiation (BGO detector) ,?-radiation (GM counting tube),gasflow 检测能量范围:0-2000KeV 可检测的放射物: γ -radiation (BGO scintillation probe) 背景: 129I:0.7 cps (20-100 KeV) 灵敏度: 129I : 20 Bq in 10 min 分辨率: 129I : 2-3 mm(depending on the used collimator) 可检测的放射物: ?-radiation open proportional counting tube (Recommended for 3H -requires counting gas P10 = 90% Ar 10% Ch4) 背景: 18F : 0.1 cps 灵敏度: 18F : 10 Bq in 10 min 分辨率: 18F : 1-2 mm 防护措施 INSPECTOR Northern杂交Northern杂交与Southern杂交很相似, 主要区别是被检测对象为RNA,其电泳在变 性条件下进行,以去除RNA中的二级结构,保 证RNA完全按分子大小分离。变性剂主要有 3种:乙二醛,甲醛,羟甲基汞。电泳后的 琼脂糖凝胶用与Southern转移相同的方法 将RNA转移到硝酸纤维素滤膜上,然后与探 针杂交。 菌落原位杂交对分散在若干个琼脂平板上的少数菌 落(100-200)进行克隆筛选时,可采用本 方法。将这些菌落归并到一个琼脂主平板 以及已置于第二个琼脂平板表面的一张硝 酸纤维素滤膜上。经培养一段时间后,对 菌落进行原位裂解。主平板应贮存于4℃直 至得到筛选结果。 菌落原位杂交
斑点杂交斑点杂交是指将DNA或RNA样品直接点在硝酸 纤维素滤膜上,然后与核酸探针分子杂交,以显示 样品中是否存在特异的DNA或RNA。同一种样品经 不同倍数的稀释,还可以得到半定量的结果。所以 它是一种简便、快速、经济的分析DNA或RNA的方 法,在基因分析和基因诊断中经常用到,是研究基 因表达的有力工具。但由于目的序列未与非目的 序列分离,不能了解目的序列的长度。尤其当本底 干扰较高时,难以区分目的序列信号和干扰信号。
DNA序列分析? Sanger双脱氧链终止法 Cambridge的F. Sanger于1977年发明。 基本原理: ①DNA聚合酶能够以单链DNA作为模板,准确合成 的DNA互补链;②该酶能够用2',3'--双脱氧核苷 三磷酸作底物并将其聚合到新生寡核苷酸链的3'末端,从而终止其延伸反应。在DNA测序反应中, 加入模板DNA,引物(特异性引物,如T7,T3, M13等),DNA聚合酶,dA,dT,dG,dC和一种 ddNTP。常用Klenow大片段,无5'→3'外切酶活性。
DNA序列分析? Maxam-Gilbert化学修饰法(哈佛大学)对一个末端标记的DNA片段,用化学试 剂在A、G、C、T处特定地裂解DNA片段。把 反应分为四组,每一组反应特异性地针对 某一种或某一类碱基,并且要保证每个DNA 分子平均只有一个靶碱基被修饰,这样, 在每一组反应中都在同一个或两个核苷酸 处DNA链发生断裂,由于碱基位置不同,就 会产生一组不同长度的DNA片段。最后,经 过变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,放射自 显影后就可读出待测DNA的核苷酸序列。 化学修饰法
Maxam-Gilbert法所用的化学修饰技术碱基 G A+G特异修饰方法在pH8.0下,用硫酸二甲酯对 N7进行甲基化,使C8-C9键对碱 裂解具有特异的敏感性 在 pH2.0 下,哌啶甲酸可以使嘌呤环的 N 原子质子化,从而导 致脱嘌呤,并因此削弱腺嘌呤和鸟嘌呤的糖苷键 肼可打开嘧啶环,后者重新环化成五元环后易于除去 在1.5mol/LNaCl存在下,只有胞嘧啶可同肼发生明显可见的反 应C+T CA+C在90℃下,用1.2mol/LNaOH处理,可使A位点发生剧烈的断裂 反应,而C位点的断裂反应较微弱 DNA序列分析? DNA序列分析自动化用四甲基若丹明(Tetramethylrhodamine)作 为荧光剂标记DNA引物,带有这种引物的DNA片段 能在激光诱导下发出荧光。按照标准的双脱氧终 止法或化学终止法进行测序反应,跑DNA凝胶后用 计算机检测。 荧光标记物ddATPddTTPddGTPddCTP 单泳道电泳及信号收集正极负极 计算机排序5@ ? GS FLX系统超高通量测序技术原理GS FLX系统的测序原理和GS 20一样,也是一种依靠生物 发光进行DNA序列分析的新技术:在DNA聚合酶,ATP硫酸化酶, 荧光素酶和双磷酸酶的协同作用下,将引物上每一个dNTP的聚 合与一次荧光信号释放偶联起来 (图 1)。通过检测荧光信号释放 的有无和强度,就可以达到实时测定DNA序列的目的。此技术不 需要荧光标记的引物或核酸探针,也不需要进行电泳;具有分析结果快速、准确、灵敏度高和自动化的特点。
? GS FLX系统的操作过程GS FLX系统提供了完整的从样品制备到后续的生 物信息学分析解决方案。 1)样品种类:GS FLX系统支持各种不同来源的样品 序列测定:包括基因组DNA,PCR产物,BAC,cDNA, 小分子RNA等等。 2)样品DNA打断:样品例如基因组DNA或者BAC等被 打断成300-800 bp的片段;对于小分子的非编码RNA, 这一步骤则不需要。短的PCR产物则可以利用GS融合 引物进行扩增后直接进行步骤4)的工作。 3)衔接子连接:借助一系列标准的分子生物学技术, 将A和B接头(3’和5’端具有特异性)连接到DN**段上。 接头也将在后继的纯化,扩增和测序步骤中用到。图中 仅仅显示了后续步骤中要用到的单链的DN**段。 ? GS FLX系统的操作过程4)一条DNA片段=一个磁珠:接头使成百上千条DN** 段结合到它们自己唯一的磁珠上,此磁珠被单个油水混 合小滴包被后,在这个小滴里进行独立的扩增,而没有 其他的竞争性或者污染性序列的影响;整个DN**段进行 平行扩增。 5)一个磁珠=一条读长:经过PCR扩增后,每个磁珠 上的DN**段拥有了成千上万个相同的拷贝。经过富集以 后,这些片段仍然和磁珠结合在一起,随后就可以放入 到PicoTiterPlate板中供后继测序使用了。 6)数据读取和分析工具:GS FLX系统 在7.5小时的运 行当中可获得40多万个读长,读取超过1亿个碱基信息。 GS FLX 系统提供三种不同的生物信息学工具对测序数 据进行分析,适用于不同的应用:例如多达3 GB序列 的重测序,对比已知参考序列进行的扩增产物差异分析, 及 120 MB的从头测序工作等。 备注 焦磷酸测序(pyrosequeneing)是通过核苷酸 和模板结合后释放的焦磷酸引发酶级联反应,促 使荧光素发光并进行检测的测序技术。既可进行 DNA序列分析,又可进行基于序列分析的单核昔酸 多态性(single 年nueleotide polymohism,SNP) 检测及等位基因频率测定。 焦磷酸测序是由DNA聚合酶(DNAPolymerase)、 三磷酸腺酰硫酸化酶(ATPsulfurylase)、荧光素 酶(luciferase)和双磷酸酶(apyrase)4种酶催化 同一反应体系的酶级联化学发光反应,反应底物 为5’---磷酰硫酸(adenosines 5’phosphosuifate,ASP) 备注和荧光素。反应体系还包括待测序DNA单链和测 序引物。在每一轮测序反应中,加人1种dNTP, 若该dNTP与模板配对,聚合酶就可以将其掺人到 引物链中并释放出等摩尔数的焦磷酸基团(PPi)。 硫酸化酶催化APS和PPi形成ATP,后者驱动荧光 素酶介导的荧光素向氧化荧光素的转化,发出与 ATP量成正比的可见光信号,并由PyrogramMT转 化为一个峰值,其高度与反应中掺入的核苷酸数 目成正比。根据加人dNTP类型和荧光信号强度就 可实时记录模板DNA的核昔酸序列。 DNA序列分析? DNA杂交测序法(SBH-Sequencing by hybridization) 如果一段较短的DNA探针能与较长的 DNA片段杂交,并形成完全的双链结构,则 可认为靶DNA上存在着相应的互补序列,这 就是DNA杂交测序法的基本原理。如果将一 种12-mer的靶DNA与完全随机合成的8-mer 寡核苷酸探针混合杂交,在总数为48=65536 种8-mer的探针群体中,仅有5种探针会与 靶DNA杂交,形成完全互补的双链分子。
DNA杂交测序法? SBH的应用: ① 可有效检测靶DNA中的单碱基突变; ② 可用于不同DNA片段之间的序列比较; ③ 可用于检测不同生长发育状态下细胞中 特定基因的表达状况; ④ 可用于检验传统测序技术的准确性。 蛋白质研究技术? Western免疫印迹 将蛋白质转移到膜上,然后利用抗体进行检 测。对已知表达蛋白,可用相应抗体作为一抗进 行检测,对新基因的表达产物,可通过融合部分 的抗体检测。 Western Blot采用的是聚丙烯酰胺凝胶电泳, 被检测物是蛋白质,“探针”是抗体。经过 PAGE分离的蛋白质样品,转移到固相载体(如 硝酸纤维素膜)上,固相载体以非共价键形式吸 附蛋白质,且保持电泳分离的多肽类型及其生物 学活性不变。以固相载体上的蛋白质或多肽作为 抗原,与对应的抗体起免疫反应,再与酶或同位 素标记的第二抗体起反应,经过底物显色或放射 自显影以检测电泳分离的特异性目的基因表达的 蛋白成分。该技术也广泛应用于检测蛋白水平的 表达。 WB
PCR应用? 1.PCR技术的原理无细胞克隆法:以拟扩增的DNA片段为模板, 一对分别与模板互补的寡核苷酸为引物,在4种脱 氧核苷酸(dNTP)存在下,由DNA聚合酶在引物所 结合的位置向3’方向合成新的互补链。其反应以 双链DNA的变性、退火、延伸为一个循环。经过多 次循环(25-30次),便目标DNA片段得以大量扩 增。由于每一次循环所产生的新链均可成为新的 模板用于下一轮循环,故PCR产物以指数方式增加。 Mullis的PCR构思引物DNA聚合酶DNA聚合酶引物特定DNA片段 5’(a) (b) 引物2 5’ 3’ 5’ (c) 引物2互补链 3’(d)靶DNA的扩增3’3’ 5’ 引物1 3’ 引物1互补链 5’ 5’ 3’3’ 5’新引物(e)不同长度的链单位长度的链(f)引物2互补链5’ 3’3’ 5’引物1互补链(g)目的片段(不同长度的链未示出)聚合酶链式反应示意图 PCR的一般过程: 预变性(93-95?C,2-5m) 变性(93-95?C,30s)(25-35)总延伸 延伸 复性 (50-70?C,30s) (75?C,30-60s) (75?C,7m)经过30次的循环, 扩增的DNA片段可达100万倍以上 。 PCR技术的原理PCR步骤: (1)高温变性,双链DNA变性(90~95℃) 成为单链; (2)低温退火(37-60℃) ,引物与单链 DNA互补序列结合; (3)适温延伸,DNA聚合酶催化(70-75℃) 使引物延伸。 (4)重复(1)-(3)步。 PCR技术的原理? 实验材料、仪器和试剂 1.材料:含1Kb插入片段的克隆载体Pmd18-T 质粒DNA 2.仪器:微量移液器及吸头、PCR仪及PCR管 琼脂糖凝胶电泳设备 3.试剂:10XPCR 反应缓冲液 25mmol/L MgCl2 10mmol/L dNTP 10μmol/L 引物1和引物2 PCR操作步骤1.按照如下体积向PCR管中按顺序加入各试剂 并混匀: 10 X PCR反应缓冲液 2.5 μL 25mmol/L MgCl2 2.0μL 10mmol/L dNTP 1.0 μL 10μmol/L 引物1 1.0 μL 10μmol/L引物2 1.0μL 质粒DNA 1.0 μL Taq 0.1 μL(5U) 水补充至 25.0 μL 2.PCR循环PCR仪 PCR操作步骤3.反应完成后,将反应液与凝胶电泳缓冲液按 比例混匀,上样电泳。琼脂糖凝胶电泳 PCR应用 PCR应用2.与标记相结合的应用 ? LP-PCR(labelled primers) 利用同位素、荧光素等对PCR引物进行 标记,可用以直观的检测目的基因,特别 适合于临床基因诊断,同时可以检测多种 基因成分。
PCR应用2.与标记相接合的应用 ? 原位PCR (Is-PCR) 以整个细胞作为反应体系,对目的基 因进行扩增,然后通过原位杂交等不破坏 细胞结构的方法进行检测的方法。其检测 标本一般为细胞涂片或组织切片,适合低 拷贝靶序列的检测。可用于细胞内的病毒 感染、基因重排,以及基因表达的检测。
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