分子生物学实验诊断技术（一）
一、核酸杂交技术
检验方法建立的基本要素是特异性和灵敏度，在复杂的物体中，使无法感觉的特定物质进入人类的观察范围。核酸杂交检测技术就是利用核酸碱基严格配对的特异性，核酸标记物的灵敏度而建立的检测核酸结构与功能的方法。该法建立以来已有二十年，目前研究实验室用得多，临床实验室用得较少，除成本高外，关键是操作复杂，重复性差，仅能半定量。成本高可随经济发展而缓和，但其它缺点尚需努力克服。
杂交实验的探针应具有特异性，对应不同的杂交方法靶基因（被检基因）应有一定的纯度与丰度。杂交反应的开始是碰撞，探针浓度高则速率增加，一般32P标记探记探针5-100ng/ml，非放射性探针25-1000ng/ml，原位杂交无论放射还是非放射物标记，一般都需0.1-5.0μg/ml。当探针过量时，杂交速率取决于探针长度，如一个100ng/ml20个核苷酸的合成寡核苷酸探针与1-100pg 1kb长的靶基因杂交，10分钟能达到最大杂交率。而相同条件下2kb的克隆探针需160小时。主要原因是这里所指浓度是重量浓度而非摩尔浓度。长探针因标记量大，小的摩尔浓度已足以达到需要的检测灵敏度。为了促进长探针（＞250个核苷酸）的杂交速率，加入杂交促进剂是非常必要的。最常用的是硫酸葡聚糖，使用浓度为5％-10％，浓度过高会增加杂交液粘度。聚乙二醇也作为促进剂，价廉且粘度低，但检测本底太高。另外杂交的温度、盐浓度、甲酰胺浓度可调节杂交分子形成的稳定性。理论选用DNA：DNA杂交温度T＝Tm－25℃，此时杂交分子最易形成。但具体实验中影响Tm值的因素很多，一般杂交温度低，形成的杂交分子较稳定。RNA：DNA杂交分子的Tm大10-15℃，RNA：RNA杂交分子的Tm大20-25℃，使得杂交温度提高，此时需调节甲酰胺浓度来调节杂交温度。好的实验条件最终应在实践中摸索建立。
（一）斑点杂交
将少量核酸样品点样在硝酸纤维素滤膜上，80℃烘烤后可牢固地固定在膜上，再用探针进行杂交。尼龙膜，特别是聚偏氟乙烯膜（PVDF）与DNA结合力更高，坚韧、易操作。点样可手工，也可用真空点样品。检测可用放射性探针自显影或非放射性探针显色。可用于DNA或RNA分析。下面以非放射性探针分析DNA为例，结果是显色。
取硝酸纤维素膜和滤纸在2xSSC(NaCl 300mmol/L，柠檬酸钠30mmol/L)，pH7.0浸15分钟，平铺滤纸在点样抽滤器上，再铺上硝酸纤维滤膜，真空抽气使点样器减压，膜显出凹面。点样50μl（5-10μgDNA，可直接点血清样品）于凹面，撤去真空，把膜晾干。取滤纸浸0.5mol/L NaOH，1.0mol/L NaCl，把膜平铺于滤纸上20分钟，变性。取滤纸二张分别浸在0.5mol/L Tris-Hcl pH7.5和1.0mol/L Tris-HCl，0.6mol/L NaCl pH7.5，分别依次把膜平铺于滤纸上，各中和15分钟，中和后膜的pH为7.2-7.5。于80℃，30-45分钟烘干。（RNA分析点样缓冲液系统不同，无需变性，中和，余大致相同）用塑料封口机把膜和2.5ml预杂交缓冲液封入塑料袋中，42℃，水浴30分钟。
预杂交缓冲液： | 65℃ 6xSSC | （原液：20xSSPE） |
5xDenhardt | （50xDenhardt） | |
0.5％ SDS | （10％SDS） | |
100μg/ml变性鲑精DNA片段 | （1mg/ml） | |
42℃增加50％甲酰胺 | （原液），配成20ml. |
50xDenhardt：5g聚蔗糖（Ficoll，400型，Parmacia），5g聚乙烯吡咯烷酮和5g牛血清白蛋白（组份Ⅴ，Sigma）加水至500ml。过滤后－20℃保存。
探针2ml（50-100ng/2ml预杂交缓冲液）于100℃，10分钟，马上置冰浴5分钟（变性）。加入袋封口。42℃水浴过夜。去杂交液（可回收）。以2xSSC，0.1％SDS15ml，50℃5分钟洗二次。0.1SSC，0.1％SDS洗二次。封闭：另取袋封入膜和封闭液（蛋白质50mg/ml，100mmol/L Tris-HCl(pH7.5)/150mmol/L NaCl）2.5ml，37℃，30分钟。去封闭液（可回收）。100mmol/L Tris-HCl(pH7.5)/150mmol/L NaCl ，15ml，5分钟洗二次。亲和反应：酶标抗体3ml（酶有碱性磷酸酶、过氧化物酶等，标记物有抗地高辛、生物素等，现以地高辛标碱性磷酸酶为例4μg/3ml 100mmol/L Tris-HCl，150mmol/L MgCl2，10mg/ml牛血清白蛋白），封入袋中37℃，30分钟。100mmol/L Tris-Hcl，100mmol/L NaCl，50mmol/L MgCl2，pH9.5，10ml，1分钟洗一次。取硝基四氮唑兰（NBT）75mg/ml 70％二甲基甲酰胺25μl，4-溴-5-氯-3-吲哚磷酸50mg/ml二甲基甲酰胺20μl（底物）和100mmol/L Tris-HCl，100mmol/L NaCl，50mmol/L MgCl2，pH9.5 6ml混匀，37℃，避光反应三小时，显色。蒸馏水洗膜，晾干。观察结果。
（二）Southern blot
1975年E.Southern发明了将DNA切开，电泳分离，再变性，印迹到硝酸纤维（Nc）滤膜上，用探针进行杂交，检测DNA的方法。自显影或显色用于DNA分析。以32P标记放射性探针为例，放射自显影观察结果。（图18-6）。
前述分离、纯化的DNA样品5-10μg/100μl TE，加限制性内切酶3Unit/1μgDNA和内切酶相应缓冲液，在相应温度保温1-3小时（不同的酶所用的缓冲液和温度不同），乙醇沉淀，15-20μl TE溶解DNA断片。前述电泳条件，与DNA分子量标准品（Marker，Ladder）一起，3-4V/cm电泳（30V12-15小时）。在紫外光下观察Marker充分分离，结束电泳。将胶放入0.5mol/L NaCl，0.5mol/L NaOH液体中30分钟，使DNA变性。同时将膜用蒸馏水浸润，在0.5mol/L NaCl，0.5mol/L NaOH液体的方盘皿上，放上滤纸两头浸在液体中，依次放上凝胶、膜、滤纸、一尺厚的吸水纸，压力1kg的重物。转移（印迹，blot）过夜。翌日，把膜放在0.5mol/L Tris-HCl，pH7.0-7.5，1mol/L NaCl液中，中和膜上碱性变性液15-30分钟。戴上手套，用手指压在膜上来回充分洗膜。室温干燥一小时。用塑料封口机，把膜和预杂交缓冲液封在塑料口袋中，注意驱除袋内汽泡。热水浴过夜。探针变性后，加入袋中再封口。热水浴过夜。
洗膜： | 2xSSPE，0.5％SDS，总体积200ml，室温30分钟。 |
0.4％xSSPE，0.5％SDS，总体积200ml，60℃，30分钟。 | |
将膜包入塑料袋，在暗室贴在X光底片上。－70℃，自显影1-2天。 | |
冲片显影，观察结果（背景不清晰可重新洗膜再显影）。 |
