细胞彗星实验原理与详细实验步骤——彗星实验外包
来源/作者:普拉特泽-生物医学整体课题外包平台
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细胞的彗星实验背景:
分子水平的DNA 损伤检测方法之一。除此之外,还有wb和QPCR检测。3个检测手段各自依据原理不同。
WB在于检测目标蛋白的存在来验证DNA 的损伤;QPCR则通过检测DNA损伤特异基因的表达来说明DNA损伤情况,而彗星实验是基于单细胞凝胶电泳技术,鉴于已损伤DNA相对完整DNA的实验结果会有明显的拖带现象,类似于彗星的拖尾,所以被形象的称为彗星实验(单细胞凝胶电泳)。
细胞的彗星实验原理:
当各种内外源DNA损伤因子诱发细胞DNA链断裂时,DNA的双螺旋结构受到破坏,在细胞裂解液作用下,细胞膜、核膜等膜结构受到破坏,细胞内的蛋白质、RNA以及其它成分均扩散到细胞裂解液中,而核DNA由于分子量太大只能留在原位。在中性条件时,DNA片段可进入凝胶发生迁移,而在碱处理和碱性电解质的作用下,DNA发生解螺旋,损伤的DNA断链及片段被释放出来,由于这些DNA的分子量很小,所以在电泳过程中会离开核DNA向阳极移动,形成彗星状的图像,而未损伤的DNA部分保持球形。DNA受损越严重,产生的断片越多并且片段越小,电泳时迁移的DNA量也就越大,迁移距离越长,荧光显微镜下可观察到尾长增加、尾部荧光强度增强。在一定条件下,DNA迁移距离(彗星尾长)和DNA含量(荧光强度)分布与DNA损伤程度呈线性相关,因此,尾矩(尾部DNA的含量与尾长的乘积)成为定量测定单个细胞DNA损伤程度的主要依据。
造成DNA损伤的因素:
ROS X-射线 、紫外线 、抗肿瘤药。
正常DNA
紫外线照射后的DNA
彗星实验步骤:
(1)彗星实验胶板的制备
① 第一层胶的制备:将已预热56℃的80uL 0.5%正常熔点琼脂糖NMA(溶于无Ca2+,Mg2+的磷酸缓冲液PBS)滴到同样预热的载玻片的磨砂面,迅速盖上干净的盖玻片,4℃放置10min使其凝固。
② 第二层胶的制备:取10μl含1000个细胞的PBS和75uL 0.5%低熔点琼脂糖LMA(溶于无Ca2+,Mg2+的磷酸缓冲液PBS)在37℃混匀,然后轻轻揭去盖玻片,将含细胞的LMA滴到第一层胶板上,立即盖上干净的盖玻片,4℃ 放置10 min使其凝固。
③ 第三层胶的制备:最后在凝固的LMA层上滴加85 uL预热37 ℃ 的0.5% LMA,盖上盖玻片,使其凝固。第一层胶的主要目的是使第二层平整和附着紧密,第三层胶的目的是对第二层细胞起保护作用。
(2)彗星实验待测细胞裂解,移去盖玻片,将载玻片浸入新配置的细胞裂解液中至少裂解1h(在放第一片开始计时,再以同样的顺序取出,确保每张片子裂解时间相同)。此步骤的目的是溶解细胞膜及核膜,除去蛋白质、RNA等,仅存留核骨架。
(3)DNA碱解旋 细胞裂解后,取出载玻片,用PBS冲洗2次,以去掉载玻片表面高浓度的盐,然后将载玻片置于水平电泳槽中,倒入新配置的碱性电泳缓冲液,约覆过胶面0.25cm。碱解旋20 min,以便使DNA在碱性条件下解螺旋形成单链DNA,使DNA断链,在电泳场中易于迁移。
(4)单细胞电泳 在25v、300mA条件下电泳20 min。
(5)中和与染色 电泳完毕后,将载玻片取出,滤纸吸干电泳缓冲液,用Tris-HCl(pH7.5)中和15 min。然后每片载玻片上滴加50μl 30μg/mL的溴化乙锭(EB)溶液,避光操作,盖上盖玻片,避光染色20 min,即可观察。
(6)细胞彗星实验的结果观察与实验数据处理。
彗星实验详细步骤