感受态细胞制备及转化影响的主要因素:
(1)细胞的生长状态和密度。最好从-70℃或-20℃甘油保存的菌种中直接转接用于制备感受态细胞的培养物,而不要用已经多次转接,及贮存在4℃的培养菌液。细胞生长密度以每毫升培养液中的细胞数在5×107个左右为佳,即应用对数期或对数生长前期的细菌。菌体密度可通过测定培养液的OD600进行粗略的评价。对大肠杆菌TG1菌株,OD600为0.5时,细胞密度在5×107个/ml左右。(应注意OD600值与细胞数之间的关系随菌株的不同而有所不同)。密度过高或不足均会使转化率下降。
(2)质粒DNA的质量和浓度。用于转化的质粒DNA应主要是超螺旋态的,转化率与外源DNA的浓度在一定范围内成正比,但当加入的外源DNA的量过多或体积过大时,则会使转化率下降。一般来说,DNA溶液的体积不应超过感受态细胞体积的5%,1ng的DNA即可使50μl的感受态细胞达到饱和。对于以质粒为载体的重组分子而言,分子量越大,转化效率相应降低。此外,重组DNA分子的构型与转化效率也密切相关,环状重组质粒的转化率较分子量相同的线性重组质粒高10~100倍,因此重组DNA大都构成环状双螺旋分子。
(3)试剂的质量。所用的CaCl2等试剂均需是最高纯度的,并用最纯净的水配制,最好分装保存于4℃。
(4)杂菌及杂DNA污染防控。所有操作均需要保证严格无菌;所有涉及器皿,如离心管,移液器所有各种规格的tip头,均需要使用新购买或专用的,并经过严格高压湿热灭菌;所有的试剂也需要严格灭菌并防止被其他的试剂,DNA等污染。尤其值得注意的是,除了保证无菌以外,还要特别保证所有操作流程,所有涉及器皿的洁净度。
(5)保证所有操作过程,大肠杆菌材料出去冰浴状态;离心机,所需要的试剂,用于分装的离心管可以提前预冷。
(1)容器和试剂准备:新灭菌离心管(储存感受态细胞),制备感受态试剂(使用前务必预冷)。
(2)从LB平板上挑取新活化的E. coli DH5α单菌落,接种于3~5ml LB液体培养基中,37℃下振荡培养12h左右,直至对数生长后期。将该菌悬液以1∶50~100的比例接种于100ml LB液体培养基中,37℃振荡培养2~3h至OD600=0.5左右。
(3)将培养液转入离心管中,冰上放置10min,然后于4℃下3000 rpm离心10min。弃上清液,用预冷的0.05mol/L的CaCl2溶液10ml轻轻悬浮细胞,冰上放置15~30min后,4℃下3000 rpm离心10min。
(4)弃上清,加入4ml预冷含15%甘油的0.05mol/L的CaCl2溶液,轻轻悬浮细胞,冰上放置几min,即成感受态细胞悬液。
(5)感受态细胞分装成200μl的小份,贮存于-80℃可保存半年。
(6)将感受态细胞按照正常步骤进行转化操作,并分别涂布无抗,及常用的抗生素的单抗平板,过夜培养,根据形成单菌落检测感受态细胞的抗性。
(7)转化效率和抗性检测:将已知浓度的质粒按照一定稀释梯度转化感受态细胞,并在相应的平板上培养过夜,根据菌落数计算感受态转化效率。
转化子总数=菌落数×稀释倍数×转化反应原液总体积/涂板菌液体积
转化频率(转化子数/mg质粒DNA)=转化子总数/质粒DNA加入量(mg)
感受态细胞总数=对照组2菌落数×稀释倍数×菌液总体积/涂板菌液体积
感受态细胞转化效率=转化子总数/感受态细胞总数
【注意】
(1)制作感受态细胞时,应使用专用的玻璃器皿或塑料容器。由于微量的洗涤剂或污染物都可能降低感受态细胞的转化效率,因此在洗刷完用于制作感受态细胞的专用玻璃器皿或塑料容器后,最好用去离子水浸泡一晚,然后再充分洗净。
(2)制作感受态细胞时,所使用的菌种,不应使用4℃或常温保存的传代细菌。应使用-70℃保存的菌种,在LB/抗生素平板培养基上分级划线培养后,挑取单菌落。使用这种菌种制作的感受态细胞,能提高转化效率。
(3)培养感受态细胞制备用菌体时,OD600值的测定应随时进行,以使OD600值控制在0.35~0.5之间。如果OD600值超出此范围,可能降低感受态细胞的转化效率。
(4)用于感受态细胞制备的菌体培养停止后要立即处理,不要将培养液过长时间室温下放置,在冰中放置时也不要时间过长。
(5)感受态细胞的制备操作过程中,离心后弃上清时要尽量弃尽,否则会降低感受态细胞的转化效率。
(6)氯化钙溶液也可以依次使用Solution A、Solution B进行悬浮。
使用Solution A、Solution B悬浮沉淀时,要用手指轻轻弹动离心管管壁,禁止剧烈震荡操作。
Solution A(重悬液):0.1M MgCl2-CaCl2溶液(0.08M MgCl2+0.02M CaCl2)
Solution B(冻存液):0.1M MgCl2-CaCl2溶液+15%甘油(用Solution A配制)
(7)本实验需全程在冰浴下进行,反复冻融会使细菌细胞破裂。
(8)-80℃冰箱中可保存半年左右。但如果是在-20℃冰箱中,建议保存时间不要超过15d。
(1)从-80℃冰箱中取出感受态细胞,置于冰上解冻;加入待转化的质粒DNA或酶连产物,冰浴30min;同时打开水浴锅,调至42 ℃。
(2)冰浴完成后,从冰中取出含DNA的感受态细胞,42℃热激 90 s。然后迅速冰浴约1min。
(3)加入约800μL的无抗LB(可以事先置于37℃),然后在37℃,220~250 rpm下复苏40min。
(4)复苏完成后,4000 rpm离心5min收集细胞,然后用约100μl无抗LB重悬,涂布到相应的选择性LB平板上,过夜培养。如果感受态效率很高,也可以不用收集细胞,直接将复苏后的培养物取合适体积涂布相应平板。
【注意】以上所有步骤都需要保持无菌操作。