Sera-Mag和Sera-Mag SpeedBead是Cytiva公司生產(chǎn)的高性價比的磁珠產(chǎn)品,適用于核酸分離、免疫分析等多個分子生物學應用領域。本文主要介紹Sera-Mag和Sera-Mag SpeedBead偶聯(lián)蛋白與寡核苷酸的方法與步驟。
圖1:Sera-Mag和Sera-Mag SpeedBead電鏡結構示意圖
(Sera-Mag SpeedBead具有雙磁層,磁力相應速度是Sera-Mag的2倍)
共價偶聯(lián)蛋白
蛋白可以通過其疏水性和離子間的相互作用吸附到磁珠上,除了這種吸附之外磁珠羧基經(jīng)過碳二亞胺1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亞胺(EDAC)激活可以與蛋白上氨基結合形成肽鍵。
一步法偶聯(lián)適用于不含有羧基的目標分子,包括一些具有氨基酸功能的寡核苷酸和短肽,含有羧基的目標氨基酸基團則需要通過兩步法偶聯(lián)。
兩步法是相對復雜的過程包括羧基活化和偶聯(lián)兩個步驟,羧基的激活和偶聯(lián)在不同的pH條件下進行。經(jīng)過第一步激活磁珠的NHS酯活化的交聯(lián)劑在生理至弱堿性條件下(pH7.2至9)與伯胺反應,形成穩(wěn)定的酰胺鍵,反應釋放出N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)(圖2)。
圖2:化學偶聯(lián)伯胺的NHS酯反應過程示意圖
以下具體介紹一步法和兩步法偶聯(lián)操作步驟。
蛋白共價偶聯(lián)步驟:一步法
1
計算EDAC使用量。1%的1 ml磁珠包含10 mg磁珠。EDAC(μmol)需要量=(酸含量μmol/mg)×10 mg磁珠×需要比例,因此1 mL反應體系需要EDAC(ml)=需要EDAC(μmol)/ 52 μmol/mL。(EDAC配制濃度為μmol/mL)
注:需要比例,EDAC:COOH比例確定,對應一步偶聯(lián),固定蛋白濃度進行EDAC滴定實驗,推薦EDAC:COOH比例:0.5, 1, 2.5, 5 和10:1進行優(yōu)化。
2
在離心管內依次加入如下成分:
①50 μL of 10×2-(N-嗎啉基) 乙烷磺酸緩沖液 (MES): 終濃度25 mM。
②加水使反應達到1.0 mL終體積。
③100 μL 10.0%固體磁珠:最終1.0%磁珠。
④蛋白樣品。蛋白要求完全溶解混勻,蛋白濃度推薦1-10 mg/ml。
3
室溫,使用Mixing wheel混合15分鐘。
4
使用前立即準備52 μmol/mL濃度的EDAC溶液(易水解,請勿提前配制,現(xiàn)用現(xiàn)配),通過移液槍將計算出的體積快速放入反應中、混勻。
5
室溫混合1 h。
6
去除未結合的蛋白質,離心沉淀磁珠顆粒(在標準微量離心機中10–30 min),棄上清。
7
用緩沖液進行兩次洗滌??梢允褂肕ES緩沖液或選擇的更高pH緩沖液。通過離心來分離顆粒與清液,2次洗滌之間使用超聲波重懸顆粒。
注:請使用手持式的超聲探頭(1/8 英寸或類似尺寸)重懸沉淀或分散聚集的磁珠顆粒,對于1 mL體積反應體積,幾秒鐘即可。或者,使用小體積槍頭反復吹打。渦旋振蕩儀或大體積超聲波破碎儀(bath-type sonicators)對于大部分磁珠沉淀無效。
8
用緩沖液將最終顆粒重懸到所需的比例(%),可以使用MES緩沖液或選擇的更高pH緩液。例如,如果目標磁珠百分比為1.0%,加入0.97 mL緩沖液。
9
通過BCA法測定結合在磁珠上的蛋白量。
10
為了獲得長期的穩(wěn)定性,需要放置于穩(wěn)定的儲存液中。蛋白分析后,已經(jīng)共價偶聯(lián)蛋白的磁珠可以重懸于緩沖液中(蛋白共價結合可以承受洗滌劑洗滌或緩沖液更換。因此,共價耦合試劑可以與多種緩沖添加劑兼容)。
活性酯兩步偶聯(lián)法
步驟1:預激活
1
計算EDAC使用量。方法同一步法中EDAC計算方法。對于兩步偶聯(lián)EDAC: COOH推薦以2.5:1進行滴定,NHS和COOH推薦比例20:1。
2
離心管依次加入下列物質:
①100 μL 10xMES緩沖液:終濃度50 mM。
②加水使反應達到1.0 mL終體積。
③加入100 μL 10.0%固體磁珠顆粒:最終磁珠含量為1.0%。
④加入230 μL NHS溶液:終濃度100 mM。
⑤加入計算所需的EDAC溶液。
3
室溫,使用Mixing wheel混合30分鐘。
4
離心去上清。
5
1 mL of 50 mM MES buffer, pH6.1重懸(在標準微量離心機中10-30分鐘)棄去上清。
6
添加以下物質并超聲處理來重懸顆粒:
①100 μL 500 mM MES緩沖液:終濃度50 mM。
②加水使反應達到1.0 mL終體積。
步驟2:蛋白偶聯(lián)
7
加入蛋白樣品快速混合??梢酝ㄟ^設置梯度,摸索最佳的蛋白偶聯(lián)量。固定EDAC濃度,進行蛋白濃度滴定實驗,建議以蛋白與磁珠質量為25, 50, 75, 100, 150和200 μg/mg進行滴定實驗。
8
室溫,使用Mixing wheel混合1小時。
9
去除未結合蛋白(重懸磁珠,棄去上清)。
10
用緩沖液進行兩次洗滌。可以使用50 mM MES緩沖液或選擇的更高pH緩沖液。通過離心來分離顆粒與清液,2次洗滌之間使用超聲波重懸顆粒。
11
用緩沖液將最終顆粒重懸到所需的比例(%),可以使用50 mM MES緩沖液或選擇的更高pH緩液。例如,如果目標磁珠百分比為1.0%,加入0.97 mL緩沖液。
12
通過BCA法測定結合在磁珠上的蛋白量。
13
為了獲得長期的穩(wěn)定性,需要放置于穩(wěn)定的儲存液中。蛋白分析后,偶聯(lián)蛋白的磁珠可以重懸于不同的緩沖液(共價偶聯(lián)可以耐受洗滌劑和各種添加劑,因此共價反應試劑可以兼容各種添加劑)。
共價偶聯(lián)寡核苷酸
偶聯(lián)寡核苷酸需要在沒有DNA酶/RNA酶的條件下進行,反應體積1 ml(如果需要更大體積可以按比例放大)。推薦2 nmol寡核苷酸/mg磁珠,不同反應中寡核苷酸與磁珠比例可以優(yōu)化。
偶聯(lián)緩沖液:2-(N-morpholino)-ethanesulfonic acid (MES) buffer. 制備10×stock buffer 500 mM, pH6.0. 10×stock buffer保存于4 °C溶液變黃或污染時棄用。
寡核苷酸偶聯(lián)步驟
1
使用前渦旋儲備磁珠懸浮液確保底部沒有可見的顆?;蛉魏晤w粒團塊緊貼在存儲容器的壁上。
2
在合適的容器中(例如,微量離心管、錐形管或瓶)以下順序排列添加下列組分:
①加入無DNA酶/RNA酶的水至反應所需的體積。
②每1 mL反應加入100 μL 10×偶聯(lián)緩沖液體積:終濃度50 mM。
③1 mL反應體系中加入200 μL Sera-Mag SpeedBeads儲備液 (磁珠含量5%) 。
④加入氨基修飾寡核苷酸。
⑤加入新鮮制備(使用前5 min配制,10% w/v)的EDAC溶液100 μL,1 mL反應體系。
3
37 °C下進行偶聯(lián)反應過夜保持連續(xù)混合。使用滾輪或搖臂。如果使用瓶子,按從頭到尾的方向放置。不要使用磁力攪拌棒。
4
用無DNA酶/RNA酶水按全反應體積洗滌兩次(例如,1 mL對1 mL反應體系)。洗滌過程中建議使用磁力架分離磁珠,傾倒上清。
5
按全反應體積加入0.1 M咪唑(pH6.0)洗滌兩次。37 °C下孵育5分鐘,不斷攪拌。
6
按全反應體積加入0.1 M碳酸氫鈉洗滌三次。37 °C下孵育5分鐘,不斷攪拌。
7
按全反應體積加入0.1 M碳酸氫鈉洗滌兩次。65 °C下孵育30分鐘,不斷攪拌。
8
將磁珠按1%固含量保存于無DNA酶/RNA酶水中,或者依據(jù)下游應用選擇適用保存緩沖液。
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參考文獻:
Covalent coupling procedures for Sera-Mag and Sera-Mag SpeedBeads Carboxylate-Modified Magnetic Particles. CY20182-19Apr22-DF.
Sera-Mag and Sera-Mag SpeedBead Carboxylate-Modified Magnetic Particles Instructions for Use. 29513474 AA
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