基于磁珠法的肉制品DNA快速提取方法研究

肖興玉 張永哲 張凱華 陳惠杰 尹銳

摘 要：本研究建立了一種基于磁珠法的肉類DNA快速提取技術。該技術以十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）為裂解液，70%乙醇為漂洗液，羥基磁性微球為DNA吸附介質，從裂解液濃度、裂解時間、漂洗次數3方面進行優化。研究發現裂解液為2% CTAB、裂解時間10 min，漂洗次數2次時，基因組DNA提取效果最優。本研究建立的磁珠法肉類DNA提取技術可作為基層實驗室自建肉類DNA提取方案，用于肉類DNA的快速提取，為肉類食品安全檢測提供技術保障。

關鍵詞：磁珠法;肉制品;DNA提取;CTAB

Research on Rapid DNA Extraction Method of Meat Products Based on Magnetic Bead Method

XIAO Xingyu， ZHANG Yongzhe， ZHANG Kaihua， CHEN Huijie， YIN Rui*

（College of Biological and Pharmaceutical Engineering， Jilin Agricultural Science and Technology University， Jilin 132000， China）

Abstract： This study established a rapid meat DNA extraction technology based on magnetic bead method. The technology uses sodium CTAB as the lysate， 70% ethanol as the rinse solution and hydroxyl magnetic beads as the DNA adsorption medium. It optimized in terms of the lysate concentration， lysis time and rinsing frequency. The study found that the genomic DNA extraction effect was the most optima when the lysate was 2% CTAB， the lysis time was 10 min， and the number of rinses were twice. The magnetic bead meat DNA extraction technology established in this study can be used as a self-built and internal meat DNA extraction scheme in the grass-roots laboratory for the rapid extraction of meat DNA， providing technical support for meat food safety detection.

Keywords： magnetic bead method; meat products; DNA extraction; CTAB

肉類是人們生活中重要的食物來源，一直以來肉類的食品安全受到社會和消費者的密切關注。近年來，肉類食品欺詐事件時有發生，如不法商家以低價的雞、鴨肉冒充牛羊肉出售，以獲得高額利潤。這嚴重損害消費者的利益和破壞市場公信力[1]。同時，肉類錯誤標識和摻假還涉及宗教信仰問題，影響民族團結[2]。因此，對肉制品的種類和真實性進行鑒別是十分必要的。

目前，PCR方法是鑒別肉及其制品中動物源性成分的主要方法[3]。PCR檢測的第一步需對樣本的DNA進行提取，DNA的質量直接決定著PCR檢測能否成功[4]。DNA提取方法主要有煮沸法、離心柱法、磁珠法等[5]。磁珠法具有操作簡單、用時短、安全無毒和高通量的優點，受到科研人員的廣泛關注。但目前的磁珠法商業試劑盒價格昂貴，一定程度上限制了它的廣泛應用。本研究自建了一種簡單、快速的磁珠法肉類食品DNA提取技術，該技術提取的DNA質量高，成本低廉，可用于各類實驗室開展肉類DNA的快速提取，為肉類食品的身份鑒定提供技術保障。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

雞肉、牛肉、魚肉、馬肉和驢肉均購自于吉林市某大型超市，-20 ℃保存。

十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）、三羥甲基氨基甲烷（Tris-base）、氯化鈉（NaCl）、乙二胺四乙酸二鈉（EDTA-2Na）和蛋白酶K購自生工生物工程（上海）股份有限公司;動物組織DNA提取試劑盒（MagPure Tissue&Blood DNA LQ Kit）購自廣州美基生物科技有限公司;異丙醇和無水乙醇購自北京索萊寶生物科技有限公司;超順磁性硅羥基磁珠購自金準智造生物科技（吉林）有限公司。

1.2 儀器與設備

MOLCI純水機，重慶市摩爾水處理設備有限公司;PHS-3CE pH計，上海雷磁傳感器科技有限公司;PTY-224Y電子天平，華志（福建）電子科技有限公司;HWS-28水浴鍋，上海一恒科技有限公司;Thermo Scientific NanoDrop One超微量紫外-可見光分光光度計，賽默飛世爾科技（中國）有限公司;

1.3 主要試劑的配制

DNA裂解緩沖液：CTAB 2 g、NaCl 7.91 g、0.5 mol/L EDTA 4 mL、1 mol/L Tris 10 mL，調pH至8.0～9.0，雙蒸水定容至100 mL，備用;DNA漂洗緩沖液：精密稱定無水乙醇70 mL，加入30 mL雙蒸水，振蕩混勻，備用;DNA洗脫緩沖液：精密稱定Tris base 0.121 g溶于100 mL雙蒸水中，pH調至8.0，雙蒸水定容至50 mL，備用。6FDA8BEF-9993-46BB-B3EF-B00D1A7FA1E9

1.4 肉類DNA的提取和提取方案的優化

1.4.1 DNA提取

稱取肉類樣本0.1 g，剪碎，加入1.5 mL離心管。隨后，加入600 ?L裂解緩沖液和20 ?L蛋白酶K，渦旋10 s混勻;60 ℃水浴一定時間，每5 min振蕩混勻。12 000 r/min離心5 min，取上清液500 ?L到1.5 mL新離心管。在新離心管中加入500 ?L異丙醇，渦旋混勻，加入15 mL磁珠渦旋混勻，靜置5 min，磁力架吸附2 min，吸棄清液。向離心管中加入500 ?L漂洗緩沖液，渦旋混勻，磁力架靜置2 min，吸棄廢液。重復上述漂洗步驟若干次，磁力架上晾干5 min。隨后，加入50 ?L洗脫緩沖液，渦旋混勻，65 ℃水浴5 min。磁力架靜置5 min，吸取清液到另一個1.5 mL離心管，-20 ℃保存。

1.4.2 DNA提取方案的優化

（1）DNA裂解緩沖液濃度優化。使用牛肉樣本，使用不同濃度（0.5%、1.0%、2.0%、3.0%和4.0%）CTAB作為DNA裂解緩沖液的主成分，以DNA質量濃度（ng/?L）和純度（A260/A280、A260/A230）為評價指標，篩選最適濃度。篩選時，裂解時間為10 min，漂洗次數為1次。

（2）裂解時間優化。使用優化后的DNA裂解緩沖液，對樣本水浴加熱5 min、10 min、15 min和20 min，以DNA質量濃度（ng/?L）和純度（A260/A280、A260/A230）為評價指標，對DNA提取最適裂解時間進行篩選。篩選時，漂洗次數為1次。

（3）漂洗次數優化。使用優化后的DNA裂解緩沖液和裂解時間，將核酸樣本進行1次、2次、3次漂洗，以DNA質量濃度（ng/?L）和純度（A260/A280、A260/A230）為評價指標，對最適漂洗次數進行優化。

1.4.3 DNA測定

采用超微量紫外-可見光分光光度計測定樣品濃度和吸光度值，并記錄核酸濃度、A260/A280與A260/A230的比值。

1.5 提取方法適用性驗證

使用優化的DNA提取方法，對雞肉、魚肉、馬肉和驢肉進行DNA提取，測定DNA濃度和純度，以驗證DNA提取方法的適用性。

1.6 與商業試劑盒性能的比較

使用優化后的DNA提取方法和試劑盒同時對雞肉、馬肉、驢肉進行DNA提取，從核酸提取濃度及純度、單次核酸提取成本、提取時間3方面進行對比。

2 結果與分析

2.1 DNA提取體系優化結果

2.1.1 DNA裂解濃度優化

首先，探討不同濃度的裂解緩沖液對肉類DNA提取結果的影響。研究表明，當裂解液主成分為2% CTAB時，即可對樣本進行充分裂解，且CTAB濃度過高時，引入了過量的裂解液成分，在漂洗過程中無法被充分洗滌，導致DNA純度下降，故選用2% CTAB作為DNA提取體系的最適裂解液，結果見表1。

2.1.2 DNA裂解時間優化

使用2% CTAB作為裂解液，對裂解時間進行優化。研究發現，60 ℃裂解10 min，即可將樣本中的DNA完全釋放出來，同時出于減少試驗所需時間，所以將10 min作為最適裂解時間。當裂解時間為20 min時，DNA濃度出現明顯下降，說明當裂解時間過長，裂解釋放的DNA出現了部分降解，結果見表2。

2.1.3 漂洗次數優化

以2% CTAB作為裂解液，水浴裂解10 min，對漂洗次數進行優化，試驗結果見表3。當漂洗次數為1次時，A260/A230在1.80以下，不符合相應的純度要求。當漂洗次數為2次時，A260/A280和A260/A230均達到1.90以上，且濃度未出現大幅度下降。當漂洗次數為3次時，濃度出現了較大幅度的下降，故最優的漂洗次數為2次。

2.2 提取方法適用性驗證

使用優化后的DNA提取方法對除牛肉以外的雞肉、魚肉、馬肉和驢肉進行DNA提取，以驗證該方法在不同肉類檢測中的適用性。研究表明不同肉制品均提取到較高的核酸濃度，DNA濃度在560.2～2 297.92 ng/?L，A260/A280和A260/A230分別達到1.9和1.7以上，可滿足下游PCR實驗的需求，結果見表4。

2.3 與商業試劑盒性能的比較

使用試劑盒與本方法（CTAB法）同時對3種肉類進行DNA提取，從核酸提取濃度及純度、提取時間、單次核酸提取成本3方面進行對比，結果見表5。

結果顯示本研究建立的方法在核酸提取純度上與市售試劑盒并無較大差別，且有著提取濃度高、提取所需時間短、單次提取成本低的優點。

3 結論

本研究建立了一種簡單、快速磁珠法肉類 DNA提取方法，該方法的核酸提取快速、質量高，同時避免了傳統核酸提取中有毒有機試劑的使用。本方法采用常規的CTAB作為裂解液，只使用70%的乙醇作為漂洗液，一定程度上減少了核酸提取試劑的溶液配制難度，且具有提取過程耗時短、成本低廉、檢測結果可靠的優點。本研究建立的磁珠法肉類DNA提取技術可作為基層實驗室自建肉類DNA提取方案，用于肉類DNA的快速提取，為肉類食品安全檢測提供技術保障。

參考文獻

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基金項目：大學生科技創新基金資助項目（S202111439037）。

作者簡介：肖興玉（2000—），男，安徽蚌埠人，本科在讀。研究方向：分子生物學。

通信作者：尹銳（1981—），男，吉林長春人，博士，副教授。研究方向：分子檢測新方法的研究。E-mail：542977965@qq.com。6FDA8BEF-9993-46BB-B3EF-B00D1A7FA1E9