引物纯化方式选择指南

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1、引物纯化方式选择指南2012-2-1610:24:14内容导读一、DNA合成的方法和原理二、引物纯化的方法原理及其效果三、纯化方法与应用指南四、常见问题的原因分析及相应的对策一、DNA合成的方法和原理目前引物合成主要采用固相亚磷酰胺三酯法进行。基于该方法的DNA合成仪有多种，由ABI/PE公司生产的高通量DNA自动合成仪得到了广泛的应用。各合成仪进行引物合成的原理基本相同，主要区别在于合成产率的高低、试剂消耗量和单个循环用时等。生工公司采用的合成仪主要机型为全新的ABI3900高通量合成仪。固相亚磷酰胺三酯法合成D

2、NA片段，具有高效、快速偶联以及起始反应物比较稳定的特点。该方法是在固相载体上完成DNA链的合成的，DNA化学合成不同于酶促的DNA合成过程从5’→3’方向延伸，而是由3’端开始，相邻的核苷酸通过3’→5’磷酸二酯键连接。具体的反应步骤如图一。1、脱保护基(Deblocking)用三氯乙酸(TrichloroaceticAcid，TCA)脱去连结在CPG(ControlledPoreGlass)上的核苷酸的保护基团DMT(二甲氧基三苯甲基)，获得游离的5'-羟基端，以供下一步缩合反应。2、活化(Activation

3、)将亚磷酰胺保护的核苷酸单体与四氮唑活化剂混合并进入合成柱，形成亚磷酰胺四唑活性中间体(其3'-端已被活化，但5'-端仍受DMT保护)，此中间体将与GPG上的已脱保护基的核苷酸发生缩合反应。3、连接(Coupling)亚磷酰胺四唑活性中间体遇到CPG上已脱保护基的核苷酸时，将与其5'-羟基发生亲合反应，缩合并脱去四唑，此时合成的寡核苷酸链向前延长一个碱基。4、封闭(Capping)缩合反应后，为了防止连在CPG上的未参与反应的5'-羟基在随后的循环反应中被延伸，常通过乙酰化来封闭此端羟基，一般乙酰化试剂是用乙酸酐和

4、N-甲基咪唑等混合形成的。图1:DNA合成原理示意图（固相亚磷酰胺三酯法）5、氧化(Oxidation)缩合反应时核苷酸单体是通过亚磷酯键与连在CPG上的寡核苷酸连接，而亚磷酯键不稳定，易被酸、碱水解，此时常用碘的四氢呋喃溶液将亚磷酰转化为磷酸三酯，得到稳定的寡核苷酸。经过以上五个步骤后，一个脱氧核苷酸就被连到CPG的核苷酸上，同样再用三氯乙酸脱去新连上的脱氧核苷酸5'-羟基上的保护基团DMT后，重复以上的活化、连接、封闭、氧化过程即可得到DNA片段粗品。最后对其进行切割、脱保护基，合成的Oligo在脱去保护基后，

5、目的Oligo纯度是比较低的，其中含有大量的杂质。主要杂质有：所脱下的保护基与氨形成的苯甲酸氨和异丁酸氨，腈磷基上脱下的腈乙基，以及合成时产生的短链等。以至于粗产品中全长OligoDNA含量仅为25%左右。尽管合成时每一步的效率都在98%～99%，但累积的效率并不高。这些杂质成分，尤其是存在于粗产品中的大量盐和短链，不但造成定量不准，还会影响下一步的反应。因此必须对OligoDNA进行纯化、定量等合成后处理即可得到符合实验要求的寡核苷酸片段。二、引物纯化的方法原理及其效果基于以上合成的原理和步骤，目前，常见的几种纯

6、化方法如C18柱、OPC或HAP、PAGE、HPLC。生工公司采用HAP、ULTRAPAGE、HPLC三种纯化方法，其纯化的原理及其效果分别如下，我们建议客户应根据不同的实验需求，选择合适、经济并有效的纯化方法。1.HAP纯化方法HAP（HighAffinityPurification）是生工生物自主开发的新型oligoDNA纯化方法。该方法已取得国家专利（专利号：200310208040.X）。其原理是利用合成引物5'-端DMT基团对HAP树脂专一性吸附，而不含DMT的短链DNA不被吸附，从而达到分离纯化的目的。

7、HAP纯化柱中装有对DMT具有亲和力的树脂，合成DNA片段时保留5'端最后一个碱基上的DMT，所有合成产物吸附在柱上以后，用稀的有机溶剂洗柱，带有DMT的片段吸附能力强，不易被洗脱，不带有DMT的片段吸附能力弱，被洗脱。然后用三氟乙酸TFA或三氯乙酸TCA脱去DMT基团，再用浓一点的有机溶剂洗脱DNA。这种方法具有多快好省的特点。制品纯度可达到80~90%，可以满足杂交探针、测序、常规PCR（不再做进一步克隆实验）等用途了。但是因为其专一性吸附DMT能力有限，不免仍然有短片段带入的可能，而且负载量小。特别是对长于3

8、9碱基以上的片段纯化效果不好。此级别只提供长度在10-39mer以下的合成oligoDNA制品。序列更长时，制品的纯度得不到保证。若考虑节约经费，对于要求较低的实验，如简单的PCR反应，则采用HAP纯化即可。2.ULTRAPAGE纯化方法PAGE(PolyacrylamideGelElectrophoresis)，该方法是使用变性聚丙烯酰胺凝胶电泳，对DNA