2024-02-20 17:54:09
细胞实验 | 属于实验室的浪漫之彗星实验(Comet assay)

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简介


彗星实验,又称单细胞凝胶电泳实验,是一种用于评估DNA链损伤程度的技术,最早由Ostling等人在1984年提出。该方法可以有效地检测和量化细胞中DNA单链和双链断裂的程度。彗星实验对低浓度的遗传毒物具有高度敏感性,可用于研究细胞无需处于有丝分裂期,并且只需少量细胞即可进行。



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图片来源:Bio-Techne


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实验原理


彗星实验,是一种有效评估DNA损伤程度的方法。其基本原理是,在处理器官或组织后(如辐射或重金属暴露),细胞内的DNA可能会出现单链或双链断裂。在细胞裂解后,DNA会解旋并迁移出核,然后在电场的作用下形成彗星状的电泳图谱。正常细胞的DNA在电场作用下会迁移较短的距离,保持在核内,形成圆形或轻微拖尾的图谱。


根据电泳缓冲液的pH值,彗星实验可分为中性(pH=8.4)和碱性(pH>13)两种类型。中性实验主要用于检测DNA双链断裂,而碱性实验则更为敏感,可检测到更少量的单链和双链断裂。


在进行实验时,样品准备、电泳条件、视觉分析参数(如染色强度、显微镜光强度)以及环境条件(如背景照明)等方面都需要仔细控制,因为它们可能会影响到DNA的迁移。


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用途


评价单个细胞的 DNA 损伤(各种因素的生物反应、肿瘤的研究治疗预测)


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实验步骤


1.单细胞悬液制备:

   - 使用胰酶消化细胞至离心管中,并进行细胞计数。

   - 使用PBS调节细胞密度至每毫升105~106个。


2.制胶:

   - 在预热的载玻片上滴加第一层0.5%正常熔点琼脂糖,然后迅速盖上干净的盖玻片,置于4°C静置10分钟使其凝固。

   - 准备混合液,将10微升含有10000个细胞的PBS和75微升10.5%低熔点琼脂糖在37°C混匀,然后轻轻揭去盖玻片,将含有细胞的低熔点琼脂糖滴到第一层胶板上,立即盖上干净的盖玻片,再次置于4°C静置10分钟使其凝固。第三层胶的制备与第一层相同,然后再次盖上盖玻片。


3. 裂解:

   - 移除盖玻片,将载玻片浸入新配置的RIPA细胞裂解液中,至少裂解2.5小时(尽量使每张玻片裂解时间相同)。此步骤的目的是通过去垢剂和高盐溶液除去溶解细胞膜和核膜,除去蛋白质、RNA等,仅留下核骨架。


4.解旋和电泳:

   - 细胞裂解后,取出载玻片,用PBS冲洗2次,然后将载玻片置于水平电泳槽中。

   - 倒入1XTBE电泳缓冲液,覆盖胶面0.25厘米,进行碱解旋20分钟,然后在4°C冰箱中电泳25~30分钟,电压设置为25V。


5. 染色:

   - 将载玻片取出,用滤纸吸干电泳缓冲液,然后用Tris-HCl(pH 7.5)中和15分钟。

   - 然后在每片载玻片上滴加50微升30ug/mL的溴化乙锭(EB)溶液,进行避光操作。

   - 盖上盖玻片,避光染色20分钟。


6. 镜检核图像分析:

   - 尽快将EB染色后的样本放置在荧光显微镜下观察,并拍摄电泳图谱的图像。


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注意事项


1.细胞密度控制: 细胞需要被准确计数,以确保每张凝胶上的细胞密度为1×10^4个/ml。密度过大会导致软件分析困难,而密度过小则会增加工作量,因为单个视野下的细胞数量较少。


2.凝胶制备: 无论是采用2层凝胶法还是3层凝胶法,都必须严防脱胶的发生,以保证凝胶的完整性和稳定性。


3.试剂配制和操作一致性: 在细胞裂解、解旋、电泳、中和和染色等步骤中,必须精确配制试剂。所有实验组所使用的试剂和操作时间必须完全一致,以确保实验结果的客观性和可比性,避免产生偏差。


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