环介导等温扩增体系中生物分子的稳定性及其保护

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本文研究了冷冻干燥、石蜡分隔和硅藻土固定化处理对添加不同量海藻糖(0%,5%,10%,15%)的环介导等温扩增反应试剂混合物在不同储存温度下(4℃,25℃,37℃和45℃)稳定性的影响,旨在寻找能使环介导等温扩增反应试剂在常温条件下保存和运输的有效途径。1.冷冻干燥对环介导等温扩增反应试剂混合物的保护效果对添加不同浓度海藻糖(5%、10%和15%)的环介导等温扩增反应试剂混合物(含酶,buffer,dNTP,引物等成分)进行冷冻干燥,分析了上述试剂混合物在不同储藏温度(4℃,25℃,37℃)下保存后其扩增活性衰减特征:LAMP反应体系混合物中海藻糖添加的比例以15%最为合适。以相同储存温度下不经任何处理的LAMP体系混合物为对照,进行添加15%海藻糖的试剂混合物经冷冻干燥处理后,在4℃储藏条件下其扩增活性的半衰期为112.3d,是对照组的6.9倍;在25℃储藏条件下,其半衰期为36.2d,是对照组的8.7倍;即使在37℃储藏条件下其半衰期也是对照组的2.1倍,达到6.2d。上述结果表明:对LAMP反应试剂混合物进行冷冻干燥和添加适量海藻糖能良好的保护效果。2.石蜡分隔对环介导等温扩增反应试剂混合物的保护效果滴加石蜡将添加不同浓度海藻糖(0%和15%)的Bst DNApolymerase大片段酶保存液(10mM Tris-HCl,1mM Dithiothreitol,0.1mM EDTA,50%Glycerol,0.1%Triton X-100,pH7.5)封闭在PCR管底部,再在其上添加其他LAMP反应试剂混合物组分,分析石蜡分隔和添加海藻糖对LAMP反应试剂混合物在不同储藏温度(4℃、25℃、37℃)下保存后其活性的衰减特征:以相同储存温度下不经任何处理的LAMP体系混合物为对照,4℃下添加石蜡分隔处理使其活性的半衰期延长了6.3倍,达到99d;将该混合物置于25℃下,其活性的半衰期为67.6d,是对照组的16.2倍;37℃储存温度下,其活性的半衰期为16d,是对照组的5.3倍。该结果表明:对LAMP反应试剂混合物进行石蜡分隔可以延长其在不同温度下的保存时间,海藻糖的添加可以较显著的增强这种效果。在4℃和25℃下储存3个月后添加15%海藻糖可以使石蜡分隔体系的LAMP相对产物量增长30%以上。3.硅藻土固定化对环介导等温扩增反应试剂混合物的保护效果将硅藻土与Bst DNA polymerase大片段酶保存液混匀并加热固定,再在其上添加其他LAMP反应试剂混合物组分,分析硅藻土固定化及添加不同浓度海藻糖(0%、5%、10%和15%)的处理对环介导等温扩增反应试剂混合物在不同储藏温度(4℃、25℃、37℃和45℃)下保存后其活性的衰减特征,结果显示:以相同储存温度下不经任何处理的LAMP体系混合物为对照,在硅藻土固定反应试剂混合物的基础上添加15%海藻糖可以达到最佳的保存效果,使LAMP反应试剂混合物在4℃和25℃储存温度下半衰期分别延长至277.8d和217d,分别达对照组的17倍和52倍;在37℃贮存条件下,硅藻土固定化可以使反应试剂混合物的半衰期从3d延长至24.8d;此外,硅藻土固定化在实验中还表现出对LAMP反应试剂混合物在极端环境温度下(45℃)优良的保护性能。综合以上实验结果我们发现,各种用来维持酶保存液浓度、阻止外界水分接近Bst DNApolymerase大片段酶分子、防止酶分子催化活性过早激活的手段都可以用来延长LAMP反应试剂混合物的保存期限,提高其储存稳定性。从上述实验结果来看,硅藻土固定化在本文尝试的三种处理方法中表现效果最佳,不但延长了环介导等温扩增反应试剂混合物在室温下的储存半衰期,还提高了该混合物的热稳定性;石蜡分隔LAMP反应试剂混合物的表现好于冷冻干燥处理组。
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