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肠道微生物研究的基石:高质量粪便基因组提取全攻略

2025-08-30

粪便基因组提取是肠道微生物研究、疾病诊断和健康评估的重要基础。无论是科研还是临床应用,获取高质量的粪便基因组DNA至关重要。今天,我们就来全面解析粪便基因组提取的全过程,从样本采集、前处理、保存到试剂盒选择和质量评判。

一、粪便样本采集:第一步关键操作

采集原则: 粪便样本采集必须遵循"清洁、准确、及时"三大原则。避免尿液、水、血液和化学物质的污染是保证样本质量的关键。

常用采集方法:

1. 保鲜膜法:将马桶圈提起来,用保鲜膜完整覆盖马桶,给臀部留出一定空间,让其下垂到马桶内部约三分之一的位置。这样可避免样本与马桶水接触。

2. 专用容器法:使用无菌、无DNA酶、无RNA酶的专用容器直接采集。采集时应选取脓、血、黏液部分或粪便表面、深处及粪端多处取材。

3. 取样量:一般采集量不少于5克,但对于基因组提取,通常50-200毫克即可。

二、样本前处理:精细操作决定提取质量

基本前处理步骤:

1. 均质化:将粪便样本与PBS溶液(PH7.2-7.4,浓度0.01mol/L)按1:9的比例混合,充分振荡均匀。

2. 离心:3000转离心2-3分钟,取上清进行后续操作。

3. 破壁处理:对于细菌壁较厚的革兰氏阳性菌、真菌、细菌芽孢等,需要进行液氮反复研磨破壁处理。

前处理注意事项:

  • 处理过程中应始终保持样品浸于裂解缓冲液中

  • 若样品黏附在管盖及内壁,可通过短暂离心进行处理

  • 避免使用含氯的任何溶液清洁容器

保存条件:

1. 短期保存:采样周期1周内,可以在2-8℃条件下保存。

2. 中期保存:取样周期一个月内,建议-20℃保存。

3. 长期保存:取样周期超过1个月,保存在-80℃冰箱。

三、选择合适的提取试剂盒是获取高质量粪便基因组DNA的关键

四、提取后的粪便基因组DNA需要进行质量检测,以确保下游实验的可靠性

主要质量指标:

1. 浓度和纯度:

  • 使用分光光度计检测OD260/280比值,优质DNA应在1.7-1.9之间

  • OD260/230比值也应保持在1.7-1.9之间

2. 完整性:

  • 通过琼脂糖凝胶电泳检测DNA完整性

  • 新鲜样本提取的基因组DNA片段大小应在23kb附近

3. 产量:

  • 粪便基因组DNA产量因样本来源、存放时间和水分含量等因素而异

  • 通常200mg粪便样本可提取4-6μg DNA

4. 下游应用性能:

  • PCR扩增效率

  • 测序文库构建成功率


五、常见问题与解决方案

问题1:DNA得率低

  • 可能原因:样本保存不当、裂解不充分、吸附柱过载

  • 解决方案:确保样本新鲜或正确保存、充分均质化、减少样本起始量

问题2:DNA纯度低

  • 可能原因:污染物残留、抑制剂去除不彻底

  • 解决方案:确保洗涤步骤彻底、增加洗涤次数、使用适当的纯化方法

问题3:DNA降解

  • 可能原因:样本保存时间过长、反复冻融、操作过于剧烈

  • 解决方案:使用新鲜样本、避免反复冻融、轻柔操作

六、结 语

粪便基因组提取是肠道微生物研究的基础,每个环节都至关重要。从采集开始就要严格控制质量,遵循标准化操作流程,选择合适的提取试剂盒,并进行严格的质量评判,才能获得高质量的粪便基因组DNA,为下游实验提供可靠保障。随着技术的不断发展,粪便基因组提取方法也在不断改进,未来必将出现更高效、更稳定的提取方法,进一步推动肠道微生物研究领域的发展。派森诺竭诚为大家提供国内外品牌粪便基因组提取试剂盒,助力每一位生命科学实验室的科研人收获属于自己的完美实验结果,逐梦高分文章~