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海洋生态系统研究少不了NanoDrop——大型海藻DNA的可靠质控
NanoDrop One 在大型海藻
DNA 分析中的应用背景
在深入研究大型海藻适应环境变化的过程中，我们常常需要对与大型海藻相关的细菌基因组进行测序，或是开展针对性的 qPCR等工作，以此来了解这些细菌在海藻适应环境过程中所发挥的作用。而这些研究工作都建立在一个重要的基础之上，那就是获取准确且高质量的大型海藻 DNA 信息。
然而，从大型海藻中提取 DNA 可不是一件轻松的事儿。在提取过程中，常常会有一些 “不速之客” 伴随着 DNA 一同被提取出来，像多糖、多酚类物质就是比较常见的杂质。这些杂质可不容小觑，它们会对后续的分析工作造成不小的干扰。比如说，多糖和多酚会在 230nm 波长处吸收光，导致在这个典型的核酸吸收波谷区域出现吸光度增加的情况，进而影响对 DNA 纯度和浓度判断的准确性。而且，它们中的部分成分还是已知的 PCR 抑制剂，会抑制 Taq 聚合酶的活性，或者与核酸发生交联反应，使得下游的 qPCR 或者新一代测序（NGS）等实验难以顺利开展，甚至导致实验失败。
图2：多糖和多酚在 230 nm处有光谱吸收，导致此处核酸光谱吸光度增加。
面对这样的难题，就需要一种可靠的方法来对提取出来的大型海藻 DNA 进行质量和数量的分析，以此来判断所提取的 DNA 是否满足后续实验的要求。而 NanoDrop One 分光光度计在这当中就发挥了极为重要的作用，它能够帮助科研人员快速且较为精准地了解所提取 DNA 的纯度、浓度等关键指标，为后续针对大型海藻相关微生物群落以及其对海洋环境变化适应性等方面的研究，提供有力的数据支撑，确保这些研究能够顺利地进行下去。
实验过程大揭秘 样本采集与准备 在本次实验中，我们选取了 Ulva spp.（石莼属）和 Laminaria spp.（海带属）这两类常见且具有代表性的大型海藻作为样本来源。样本均采购自Carolina Biological Supply公司，确保了样本的初始质量以及来源的可靠性。 在采集好样本后，需要对其进行预处理操作。对于每一次的提取实验，我们均准确称取 100mg 的植物组织来进行后续处理，以此保证样本量的一致性以及实验的可重复性。 利用 NanoDrop One 进行分析 图3：NanoDrop One 超微量分光光度计 提取完 DNA 后，使用 Thermo Scientific™ NanoDrop™ One/OneC UV-Vis 超微量分光光度计对提取的 DNA 进行定量和定性分析。上样量为 2.0 µL，每个样本重复 5 次。 检测结束后，屏幕正中会显示扫描峰图，下方列表则会显示如浓度，A260/A280，A260/A230，A260，A280 等关键的检测值，方便我们直接获取并记录数据用于后续的分析和研究。通过这样严谨且规范的操作流程，利用 NanoDrop One 分光光度计为我们判断所提取的大型海藻 DNA 是否满足后续如 qPCR 或者新一代测序（NGS）等实验要求提供了有力的数据支撑。
结果呈现与解读 浓度和纯度数据展示 通过 NanoDrop One 分光光度计检测，各样本呈现出不同的 DNA 浓度以及纯度数据。具体结果如下表所示： 表1：使用NanoDrop One超微量分光光度计的DNA浓度和纯度结果。 从这些数据可以看出，不同处理方式下的样本在浓度和纯度指标上存在明显差异，这些数据也为后续分析样本质量以及对下游实验的影响提供了基础依据。 RNA 污染对浓度影响分析 在未使用 RNase 处理的样本中，我们发现其 DNA 浓度相较于使用了 RNase 处理的样本出现了虚高的情况。例如，Ulva without RNase 样本浓度达到了 290.68 ng/uL，而 Ulva with RNase 样本浓度则为 47.02 ng/uL；Laminaria without RNase 样本浓度为 119.17 ng/uL，Laminaria with RNase 样本浓度为 53.22 ng/uL。 图4：未经RNase处理的DNA样本中A260/A280含量增加。百分比表示变化的百分比。 这是因为在“纯”dsDNA 中，A260/A280 纯度比预期通常在 1.8 左右，而 RNA 中由于含有的尿嘧啶（uracil）使得其 A260/A280 比值相对较高（为 4.00），相比于 DNA 中胸腺嘧啶（thymine）较低的比值（1.47），当样本中存在 RNA 污染时，就会导致整体样本的 A260/A280 比值升高，进而使得在检测时，DNA 浓度被人为地高估。 而这种高估对于后续的 qPCR 或 NGS 来说影响较大，因为这些实验要求 dsDNA 浓度必须准确，若样本中因 RNA 与 dsDNA 共同吸收光而导致浓度虚高，那么在后续进行实验时就可能会出现样本被误稀释等情况，最终影响 qPCR 或 NGS 的结果准确性，导致实验结果出现偏差，无法真实反映大型海藻相关微生物群落等情况。
结论与意义总结 综上所述，保障大型海藻 DNA 的质量对于获取高质量的研究数据有着至关重要的意义。在整个研究过程中，我们看到从大型海藻中提取 DNA 时，极易伴随多糖、多酚以及 RNA 等杂质，这些杂质会对后续的 qPCR 或者新一代测序（NGS）等实验产生诸多不利影响，比如影响 DNA 浓度和纯度判断的准确性，甚至导致实验无法顺利开展。 NanoDrop One 分光光度计作为一种可靠的检测工具，能精准地对提取的 DNA 进行定量和定性分析，让我们清晰地掌握 DNA 的浓度、纯度等关键指标。NanoDrop Acclaro™智能污染物分析技术可以确定污染物种类并给出扣除污染物之后的样品浓度，可以有效节省时间、节约资源，避免实验失败。为后续针对大型海藻相关微生物群落以及其对海洋环境变化适应性等方面的研究提供了有力保障，有助于我们更加深入地了解大型海藻在海洋生态系统中的重要作用以及其适应环境变化的机制。
-NanoDrop的优势- ☑1-2μL的测量体积 ☑8s内给出检测数据 ☑Acclaro™智能污染物分析技术 ☑更宽的光谱范围，更高的检测上限 ☑自动监测液柱的功能 想要了解其他优势，敬请期待或请阅读本公众号的其他文章！ -关于基因与赛默飞的合作-
基因有限公司自2004年成为Thermo Fisher公司在中国区的合作伙伴，至今有近20年的合作历史，负责NanoDrop全系列产品线的售前咨询、售后安装、应用培训和维修维护等服务。目前在中国有数万台装机，服务了几十万用户。
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