高保真性:KAPA 第二代基因工程酶的 DNA 聚合酶憑借 3'→5' 外切酶校對活性,其保真性比普通 Taq 酶高出數(shù)倍 。在基因克隆、SNP 分析等對序列準(zhǔn)確性要求的實(shí)驗(yàn)中,能有效減少突變產(chǎn)生,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。
高效擴(kuò)增:酶的反應(yīng)速度快,可在較短時(shí)間內(nèi)完成擴(kuò)增反應(yīng) 。例如在 qPCR 實(shí)驗(yàn)中,能快速達(dá)到指數(shù)擴(kuò)增階段,縮短實(shí)驗(yàn)周期。同時(shí),對復(fù)雜模板(如富含 GC 區(qū)域、高 AT 區(qū)域、含有重復(fù)序列的模板)具有良好的擴(kuò)增能力,在面對具有特殊結(jié)構(gòu)的 DNA 模板時(shí),仍能高效完成擴(kuò)增。
廣泛的應(yīng)用兼容性:適用于多種實(shí)驗(yàn)應(yīng)用場景,無論是常規(guī) PCR、熒光定量 PCR,還是二代測序文庫構(gòu)建、數(shù)字 PCR 等前沿技術(shù),都能提供穩(wěn)定可靠的支持 。并且兼容不同品牌和類型的 PCR 儀,方便科研人員根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
低抑制劑敏感性:對常見的 PCR 抑制劑(如血液中的血紅蛋白、土壤中的腐殖酸、植物樣本中的多糖多酚等)具有較強(qiáng)的耐受性 。在直接以臨床樣本、環(huán)境樣本等復(fù)雜樣品為模板進(jìn)行擴(kuò)增時(shí),無需繁瑣的樣本純化步驟,簡化實(shí)驗(yàn)流程,同時(shí)保證擴(kuò)增效率和準(zhǔn)確性。
穩(wěn)定的性能:采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制體系,確保不同批次的酶在活性、保真性和擴(kuò)增效率等方面具有高度一致性 。科研人員進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)或長期研究時(shí),無需擔(dān)心因酶的批次差異影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提高實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性和可比性。
酶的檢查與保存:收到 KAPA 第二代基因工程酶后,立即檢查包裝是否完好,確認(rèn)標(biāo)簽信息完整,包括產(chǎn)品名稱、貨號、濃度、有效期等 。將酶短暫離心(低速,如 2000 - 3000 rpm,離心 1 - 2 分鐘),使附著在管蓋上的酶液集中于管底。未開封的酶應(yīng)儲存于 - 20℃冰箱,避免反復(fù)凍融;開封后的酶若短期使用(1 - 2 周),可保存于 4℃冰箱,長期不用仍需放回 - 20℃冰箱 。
試劑準(zhǔn)備:
緩沖液:根據(jù)實(shí)驗(yàn)類型和酶的使用說明,準(zhǔn)備配套的反應(yīng)緩沖液 。如 PCR 反應(yīng)通常需要含有 Mg2?的緩沖液,Mg2?濃度會影響酶的活性和擴(kuò)增效果,需嚴(yán)格按照推薦濃度配制。
dNTPs:準(zhǔn)備適量的脫氧核糖核苷三磷酸(dNTPs),確保其純度和濃度準(zhǔn)確 。dNTPs 濃度過高可能導(dǎo)致錯(cuò)配率上升,過低則影響擴(kuò)增效率,一般使用濃度為 200 - 250 μM。
引物:設(shè)計(jì)并合成特異性引物,引物的質(zhì)量和濃度對實(shí)驗(yàn)結(jié)果至關(guān)重要 。使用前需對引物進(jìn)行濃度測定和稀釋,常規(guī) PCR 引物終濃度一般為 0.2 - 0.5 μM,qPCR 引物濃度可根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化調(diào)整。
樣本準(zhǔn)備:
DNA 樣本:確保 DNA 樣本純度和濃度符合實(shí)驗(yàn)要求 ??赏ㄟ^瓊脂糖凝膠電泳檢測 DNA 完整性,分光光度計(jì)測量 DNA 濃度和純度(A260/A280 比值應(yīng)在 1.8 - 2.0 之間)。若樣本存在雜質(zhì)(如蛋白質(zhì)、RNA 等),需進(jìn)行進(jìn)一步純化,如使用 DNA 純化試劑盒處理。
RNA 樣本:對于逆轉(zhuǎn)錄實(shí)驗(yàn),RNA 樣本的質(zhì)量直接影響 cDNA 合成效果 。提取的 RNA 需進(jìn)行完整性檢測(如電泳觀察 28S 和 18S rRNA 條帶)和濃度測定,盡量避免 RNA 降解。同時(shí),需去除樣本中的基因組 DNA 污染,可采用 DNase I 處理。
PCR 實(shí)驗(yàn):
反應(yīng)體系配制:在無菌 PCR 管中,按照以下順序依次加入各成分(以 50 μL 體系為例):
10×KAPA PCR Buffer:5 μL
dNTPs Mix(2 mM):5 μL
上游引物(10 μM):1 μL
下游引物(10 μM):1 μL
DNA 模板:適量(根據(jù)模板濃度調(diào)整,一般為 1 - 100 ng)
KAPA DNA 聚合酶(如 KAPA HiFi HotStart ReadyMix 中已含酶):根據(jù)產(chǎn)品說明添加
超純水:補(bǔ)足至 50 μL
混合均勻:用移液器輕輕吹打或振蕩 PCR 管,使反應(yīng)體系充分混合,短暫離心(2000 - 3000 rpm,1 - 2 分鐘),使液體集中于管底 。
反應(yīng)程序設(shè)置:將 PCR 管放入 PCR 儀,設(shè)置反應(yīng)程序。一般包括預(yù)變性(95℃,3 - 5 分鐘)、變性(95℃,15 - 30 秒)、退火(根據(jù)引物 Tm 值調(diào)整,一般為 55 - 65℃,15 - 30 秒)、延伸(72℃,根據(jù)片段長度調(diào)整,一般為 1 分鐘 /kb),進(jìn)行 30 - 40 個(gè)循環(huán),最后 72℃延伸 5 - 10 分鐘 。
運(yùn)行反應(yīng):確認(rèn) PCR 儀參數(shù)設(shè)置無誤后,啟動反應(yīng)。反應(yīng)過程中可通過 PCR 儀實(shí)時(shí)監(jiān)測熒光信號(如進(jìn)行 qPCR 時(shí)),反應(yīng)結(jié)束后,取出 PCR 產(chǎn)物進(jìn)行后續(xù)分析,如瓊脂糖凝膠電泳檢測擴(kuò)增產(chǎn)物大小和產(chǎn)量。
逆轉(zhuǎn)錄實(shí)驗(yàn):
反應(yīng)體系配制:在無菌 PCR 管中配制反應(yīng)體系(以 20 μL 體系為例):
5×KAPA RT Buffer:4 μL
dNTPs Mix(10 mM):1 μL
Random Hexamers 或 Oligo (dT) 引物(10 μM):1 μL
RNA 模板:適量(根據(jù) RNA 濃度調(diào)整,一般為 1 - 1000 ng)
KAPA Reverse Transcriptase:1 μL
RNase - free Water:補(bǔ)足至 20 μL
混合均勻:充分混勻反應(yīng)體系后,短暫離心 。
反應(yīng)程序設(shè)置:將 PCR 管放入 PCR 儀,設(shè)置逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)程序。一般為 25℃孵育 5 分鐘(引物退火)、42℃孵育 30 - 60 分鐘(逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng))、85℃孵育 5 分鐘(滅活逆轉(zhuǎn)錄酶) 。
后續(xù)處理:逆轉(zhuǎn)錄完成后,得到的 cDNA 可直接用于后續(xù)的 PCR、qPCR 等實(shí)驗(yàn),或儲存于 - 20℃冰箱備用 。
產(chǎn)物分析:根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,?PCR 或逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物進(jìn)行分析 。如通過瓊脂糖凝膠電泳觀察產(chǎn)物條帶大小和亮度,判斷擴(kuò)增或逆轉(zhuǎn)錄是否成功;進(jìn)行測序分析,驗(yàn)證產(chǎn)物序列的準(zhǔn)確性;使用 qPCR 對產(chǎn)物進(jìn)行定量分析等。
廢棄物處理:實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的含有酶、試劑、樣本的廢棄物,應(yīng)按照實(shí)驗(yàn)室生物安全和化學(xué)廢棄物處理規(guī)定進(jìn)行分類處理 。對于含有 DNA 或 RNA 的樣本,需進(jìn)行高壓滅菌或化學(xué)消毒處理后再丟棄,防止生物污染。
酶的保存:實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,剩余的酶按照規(guī)定的儲存條件保存 。若酶液出現(xiàn)渾濁、沉淀等異?,F(xiàn)象,可能已變質(zhì),應(yīng)停止使用并更換新酶。
酶的使用:
從冰箱取出酶后,應(yīng)立即置于冰上操作,避免在室溫下長時(shí)間放置導(dǎo)致酶活性下降 。使用時(shí),采用 “冰上配制反應(yīng)體系" 的方式,最后加入酶并迅速混勻,減少酶暴露在常溫下的時(shí)間。
嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明書推薦的用量使用酶,過量使用酶可能會增加非特異性擴(kuò)增的風(fēng)險(xiǎn),而用量不足則可能導(dǎo)致擴(kuò)增效率低下 。
不同類型的 KAPA 基因工程酶有各自的適用范圍和最佳反應(yīng)條件,在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前,務(wù)必仔細(xì)閱讀說明書,了解酶的特性和使用要求 。
反應(yīng)體系優(yōu)化:
引物設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵因素之一,需遵循引物設(shè)計(jì)原則,確保引物的特異性和有效性 。在進(jìn)行新的實(shí)驗(yàn)時(shí),建議設(shè)計(jì)多對引物進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),篩選出最佳引物對。
反應(yīng)體系中的 Mg2?濃度、dNTPs 濃度、引物濃度等參數(shù)可能需要根據(jù)具體模板和實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行優(yōu)化 ??赏ㄟ^梯度實(shí)驗(yàn),探索各參數(shù)的最佳組合,以獲得理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
對于復(fù)雜模板或擴(kuò)增難度較大的片段,可嘗試添加輔助試劑(如甜菜堿、DMSO 等),改善擴(kuò)增效果,但需注意輔助試劑的濃度可能會對酶活性產(chǎn)生影響,需謹(jǐn)慎優(yōu)化 。
實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范:
在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作規(guī)范,使用無菌的 PCR 管、移液器吸頭、試劑等,避免外源核酸污染,防止假陽性結(jié)果的出現(xiàn) 。
操作過程中,盡量減少反應(yīng)體系暴露在空氣中的時(shí)間,避免水分蒸發(fā)和試劑揮發(fā),影響反應(yīng)體系的準(zhǔn)確性 。
對于需要多次使用的試劑(如 dNTPs Mix、引物等),應(yīng)進(jìn)行分裝保存,避免反復(fù)凍融,防止試劑降解影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 。
安全防護(hù):實(shí)驗(yàn)過程中使用的酶、試劑等可能具有一定的毒性或刺激性,操作時(shí)需佩戴手套、口罩等防護(hù)裝備 。如不慎接觸到皮膚或眼睛,應(yīng)立即用大量清水沖洗,并根據(jù)情況就醫(yī)。同時(shí),注意實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)良好,防止有害氣體積聚。
無擴(kuò)增產(chǎn)物:
原因:可能是引物設(shè)計(jì)不合理、模板質(zhì)量不佳、酶活性喪失、反應(yīng)體系成分缺失或濃度不當(dāng)、反應(yīng)程序設(shè)置錯(cuò)誤等 。
解決方法:重新設(shè)計(jì)引物,通過 BLAST 等工具驗(yàn)證引物特異性;對模板進(jìn)行純化或重新提取,確保模板質(zhì)量;檢查酶的儲存條件和有效期,確認(rèn)酶活性正常;仔細(xì)核對反應(yīng)體系成分,確保各成分添加準(zhǔn)確且濃度合適;檢查 PCR 儀反應(yīng)程序設(shè)置,如預(yù)變性、退火、延伸溫度和時(shí)間是否正確,必要時(shí)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整 。
非特異性擴(kuò)增:
原因:引物濃度過高、退火溫度過低、Mg2?濃度過高、酶用量過多、模板雜質(zhì)過多等 。
解決方法:降低引物濃度,重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn);提高退火溫度,通過梯度 PCR 確定最佳退火溫度;適當(dāng)降低 Mg2?濃度;減少酶的用量;對模板進(jìn)行進(jìn)一步純化,去除雜質(zhì)干擾 。
擴(kuò)增效率低:
原因:模板濃度過低、引物效率低、dNTPs 濃度不足、酶活性下降、反應(yīng)時(shí)間不足等 。
解決方法:增加模板上樣量;優(yōu)化引物設(shè)計(jì)或更換引物;檢查 dNTPs 濃度,確保其充足;確認(rèn)酶的儲存和使用條件,必要時(shí)更換新酶;適當(dāng)延長延伸時(shí)間或增加循環(huán)次數(shù) 。
逆轉(zhuǎn)錄效率低:
原因:RNA 模板質(zhì)量差、逆轉(zhuǎn)錄引物選擇不當(dāng)、逆轉(zhuǎn)錄酶活性不足、反應(yīng)溫度不合適等 。
解決方法:重新提取高質(zhì)量的 RNA 模板,避免 RNA 降解;根據(jù) RNA 樣本類型選擇合適的引物(如 Random Hexamers 適用于各種 RNA,Oligo (dT) 適用于真核 mRNA);檢查逆轉(zhuǎn)錄酶的儲存條件和有效期,確保酶活性正常;優(yōu)化逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)溫度,可嘗試提高或降低反應(yīng)溫度進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn) 。