基于染色体芯片的胚胎植入前遗传学诊断技术
(一)CGH-array操作流程
1.全基因组扩增
可选用PCR方法或MDA方法获得 WGA-DNA。扩增时间视所选方法而定,可为3.5~16 h。扩增产物分2~5μL到2%琼脂糖电泳上检测(对照和样本放在一块胶上,指示剂可用GelRed或Goldview等)。
2.标记
约3 h,可延长至20 h。
(1)于冰上准备Cy3及Cy5标记混合液,分别与WGA-DNA(待检)及男性参照DNA(对照)混合标记,添加标记酶与引物缓冲液,于PCR仪上,37℃恒温反应2~4 h。如果需要,可以过夜。
(2)沉淀探针:取新EP管,标注样本编号,将Cy3标记的样本和相应Cy5标记的参照DNA混合。每管加入25μL Cotl-DNA和7.5μL 3 M醋酸钠用以封闭重复序列。每管加入206μL无水乙醇,颠倒混匀两次沉淀探针。-80℃冷藏10 min。
(3)洗涤探针:13 000 g离心10 min,弃去上清。加500μL70%乙醇,颠倒混匀,13 000 g离心5 min。弃去上清,点动离心。10μL移液器吸净残留的水。室温干燥2 min。
3.杂交
约3.5 h,可延长至20 h。
(1)预热两个水浴,分别设置为75℃和47℃,杂交混合液于75℃预热。
(2)标记好的产物中加入75℃预热的杂交混合液。置于75℃水浴2~3 min,振荡器混匀,点动离心。如此反复,直至沉淀完全溶解。
(3)置于75℃水浴10 min,冷却到室温。
(4)准备湿盒,2×SSC/50%甲酰胺变性液6~10 mL。加18μL样本于芯片杂交区域,盖盖玻片,芯片置于湿盒中,胶带封口。湿盒漂浮于预热的47℃水浴3~16 h杂交。
4.洗片
约30 min。准备试剂,组分参照芯片操作指南。
(1)倒入少许洗液1于单独的染缸内,将芯片从湿盒中取出在盛有洗液1的染缸内搅动,去除盖玻片。依次洗片,注意避光。
(2)放入50 mL离心管中,170 g离心3 min。
5.扫描
约30 min。
6.分析
视所选分析系统而定。
(二)SNP-array操作流程
芯片流程总共有九步,包括扩增产物经酶切消化、连接反应、PCR扩增、纯化、片段化、标记、杂交、洗脱及染色等步骤。不同芯片平台的操作流程略有差异。
1.消化
起始样本量250 ng,96孔板内,各样本中加入消化混合液14.75μL,总体积为19.75μL。PCR仪内设定程序:37℃,2 h;65℃,20 min;4℃保存。
2.连接
消化产物19.75μL加入连接反应混合液5.25μL,总体积为25μL。进入PCR仪内连接程序:16℃,3 h;70℃,20 min;4℃保存。
3.PCR
连接产物各加入无核酶水75μL稀释至体积为100μL。从中吸取30μL至新孔板,分三排,各加入PCR反应混合液90μL开启PCR程序。(https://www.daowen.com)
4.磁珠纯化
(1)每个标本PCR反应获得300μL产物,加入1 mL磁珠中。颠倒混匀后室温孵育15 min。最大转速离心3 min。
(2)将反应管置于磁力架上吸附磁珠,去除上清液。加入75%乙醇1.5 mL,颠倒混匀。涡旋器75%振力振荡2~4 min。最大转速离心3 min。
(3)再次将反应管置于磁力架吸附磁珠,去除上清液。重复离心30秒,吸附磁珠,20μL枪头去除底部余液。
(4)敞开管盖,室温干燥15 min,挥发剩余酒精。
(5)加入EB buffer 47~50μL,将磁珠弹散至混浊。涡旋器75%振力振荡10 min。最大转速离心5 min。取2μL稀释20倍测量OD值。若浓度大于200 ng/μL,则稀释至该值,每样本取45μL至新96孔板。
5.片段化
纯化产物45μL,各加入片段化缓冲液至总体积55μL。开启片段化程序:37℃,35 min;95℃,15 min;4℃保存。分离产物2μL用于4%琼脂糖凝胶电泳,鉴定片段化酶切效率。
6.标记
片段化产物总量53μL,加入标记混合液19.5μL,总体积为73.5μL。开启PCR仪标记程序:37℃,4 h;95℃,15 min;4℃保存。
7.杂交
杂交炉预热到49℃。标记产物中,每个标本加入190μL杂交混合液,开启PCR仪预杂交程序:95℃,10 min;49℃保存。当温度降到49℃,吸取200μL由进样孔注入芯片,贴纸密封芯片孔。芯片固定于杂交炉内,49℃杂交16~18 h。可过夜。
8.洗染
首先将洗涤工作站装载Wash A、B,在吸液针槽中装入空管,电脑控制开启预洗程序。待工作站预洗完毕,在洗液针槽中装载:SAPE洗染缓冲液600μL;抗体缓冲液600μL;1×芯片储存缓冲液820μL。取出芯片,去掉贴纸,200μL枪头吸出杂交液,换入1×芯片储存缓冲液,装满芯片内容量槽。将芯片装载入洗涤工作站,开启洗染程序。约需1.5 h。
9.扫描
洗染完毕,取出芯片,重新贴上贴纸,进入扫描仪,扫描约需30 min。其他芯片若未及时扫描,避光存放。
10.分析
视所选扫描分析系统而定。
(三)质量控制
1.全基因组扩增应设置空白对照(胚胎室来源)、阴性对照和gDNA阳性对照。
2.Array-CGH水浴每次使用前,需要用校准的温度计检测,并记录。
3.SNP芯片要求为96孔板操作,最好以24样本或48样本批次操作,排枪加样,避免手工操作差异,保证均一性。
4.SNP芯片操作步骤中片段化酶较敏感,低温反应,需避免温度起伏变化影响酶效率。
5.SNP芯片洗染后因加入荧光剂,需避光存放等待扫描,扫描前关注液体窗口内是否存在气泡,需把气泡赶走才能上机扫描。
6.实验操作由两人完成,一人操作,一人协助并记录。
7.某些软件自带质控分析,数据指标参照操作手册。
8.结果报告需要由两人核对完成。
9.所有样本都要在同一批次进行操作、分析,即保持同样的实验条件,包括:
(1)同一批样本同样时间、同样流程、同样试剂和同样的仪器设备上操作。
(2)每一批样本都包括test和reference样本。
(3)每一批样本都要有两个reference杂交区域。
(林晓潭)