分子克隆筛选与鉴定技术:阳性克隆确认、酶切图谱与测序验证
分子克隆筛选与鉴定技术:阳性克隆确认、酶切图谱与测序验证
分子克隆筛选与鉴定用于确认目标片段是否正确进入载体、插入方向是否符合设计、阅读框是否连续、序列是否存在突变,并为后续表达、转染、功能验证或质粒保存提供可靠依据。常用方法包括抗性筛选、蓝白斑筛选、菌落PCR、限制性酶切、质粒测序和下游功能验证。
关键词:分子克隆筛选;阳性克隆鉴定;菌落PCR;酶切鉴定;蓝白斑筛选;质粒测序;载体构建
1 分子克隆筛选与鉴定的基本逻辑
1.1 筛选需要确认的关键问题
(1)是否获得转化子
抗性平板上的菌落仅说明细胞获得了带抗性标记的DNA分子,不能直接证明目标片段已正确插入。空载体、自连载体或错误组装产物同样可能形成菌落,因此抗性筛选只能作为候选克隆初筛步骤。
(2)是否含有目标插入片段
菌落PCR、插入片段特异性PCR和限制性酶切可用于判断候选克隆中是否存在目标片段。该层面主要确认插入片段有无,但不能充分判断插入方向、阅读框连续性和完整序列正确性。
(3)插入方向和连接边界是否正确
表达载体、启动子驱动载体、融合标签载体和报告基因载体需要重点确认插入方向与连接边界。载体引物配合插入片段引物、双酶切图谱和连接区测序可用于判断构建体是否符合设计。
(4)序列是否完全正确
PCR扩增、连接、重组和菌体扩增过程均可能引入点突变、缺失或重排。用于表达、转染、功能分析或长期保存的克隆,应通过测序覆盖插入片段、连接区及关键调控元件。
1.2 常见筛选路径
(1)快速初筛路径
转化后先通过抗性平板获得候选菌落,再进行菌落PCR,以快速排除空载体和明显错误克隆。该路径适用于普通单片段克隆、TA克隆和常规载体构建。
(2)结构确认路径
菌落PCR阳性克隆进一步进行质粒小提和限制性酶切。酶切图谱可用于判断载体骨架、插入片段大小和部分方向,适用于表达载体、大片段克隆和多片段构建。
(3)最终确认路径
Sanger测序用于确认连接边界、阅读框、突变位点和开放阅读框完整性。进入功能实验前,构建体最终依据应为测序结果,而不是单一PCR条带或酶切图谱。
表1 分子克隆筛选与鉴定技术的应用定位
技术方法 | 主要解决问题 | 适用阶段 | 判读重点 |
抗性筛选 | 判断是否获得含抗性标记的转化子 | 转化后初筛 | 不能区分空载体和阳性克隆 |
蓝白斑筛选 | 初步区分插入失活与空载体 | TA克隆、lacZ相关载体 | 白斑需进一步PCR或测序确认 |
菌落PCR | 判断是否含目标片段或连接边界 | 阳性克隆初筛 | 引物位置决定可判读信息 |
质粒小提 | 获得可检测和保存的质粒DNA | 初筛后确认 | 需检查浓度、纯度和完整性 |
限制性酶切 | 判断插入片段大小和部分方向 | 结构确认 | 需设计有区分度的酶切方案 |
Sanger测序 | 确认序列、边界和阅读框 | 最终确认 | 测序覆盖范围必须完整 |
功能验证 | 判断构建体是否可表达或产生功能 | 下游应用 | 表达结果不能替代序列确认 |
2 转化后初筛技术
2.1 抗性筛选
(1)抗性标记选择
抗性种类必须与载体标记一致。氨苄青霉素、卡那霉素、氯霉素和四环素常用于不同载体体系;抗性选择错误时,可能出现无菌落或背景菌落异常增多。
(2)对照设置
阳性转化对照用于判断感受态细胞和转化步骤是否正常,阴性对照用于排除培养基污染和抗生素失效。若阴性对照出现菌落,应优先排查污染、抗生素浓度和培养基制备条件。
(3)菌落数量判读
菌落数量较多并不代表阳性克隆比例较高。载体自连、酶切不完全或空载体背景偏高时,同样可能产生大量菌落。菌落较少时,应同时评估连接体系、感受态效率、复苏条件和插入片段毒性。
2.2 蓝白斑筛选
(1)筛选原理
蓝白斑筛选依赖lacZα互补。目标片段插入多克隆位点后破坏lacZα,菌落通常呈白色;空载体未被插入片段破坏时,在IPTG和X-Gal存在下呈蓝色。
(2)白斑判读
白斑仅代表候选阳性克隆,不能直接确认目标片段正确插入。小片段插入、载体突变、显色扩散、培养时间过长或读框偶然恢复,均可能导致颜色判读偏差。
(3)挑斑策略
宜优先挑取边界清晰、大小适中、彼此分离良好的白色单菌落。半蓝半白、边缘融合或菌落形态异常的克隆应谨慎选择,后续需通过PCR和测序确认。
2.3 菌落质量控制
(1)单克隆来源
用于筛选的菌落应来源于单一转化事件。融合菌落、混合菌落或形态差异明显的区域容易造成PCR多条带、质粒混合或测序双峰。
(2)重复挑取
普通单片段克隆可先筛选6–12个独立菌落;TA克隆、平末端克隆、多片段组装或大片段克隆建议增加候选克隆数量,以提高获得正确克隆的概率。
(3)污染排查
无DNA对照平板若出现菌落,应优先检查培养基、抗生素、接种工具和操作环境。污染未排除前,不宜继续解释待测克隆结果。
3 阳性克隆鉴定技术
3.1 菌落PCR
(1)插入片段特异性PCR
插入片段内部引物可快速判断候选克隆是否含目标序列,适合初步排除空载体。但该方法不能判断插入方向、载体连接边界和整体结构完整性。
(2)载体-插入边界PCR
一个引物位于载体,另一个引物位于插入片段,可判断插入方向和连接边界。表达载体、标签融合载体和启动子下游克隆更适合采用这种设计。
(3)条带异常判读
弱条带、多条带或明显偏小条带常见于模板过量、菌落裂解不足、非特异扩增、混合菌落或插入片段缺失。必要时应重新挑取单克隆,或在质粒小提后再进行PCR确认。
表2 菌落PCR引物设计与判读方式
引物组合 | 可判断内容 | 优势 | 局限 |
插入片段内部引物 | 是否含目标序列 | 快速、灵敏 | 不能判断载体连接状态 |
载体双侧引物 | 插入片段大小 | 可区分空载体和插入片段 | 大片段扩增可能效率低 |
载体正向引物+插入反向引物 | 插入方向和一侧边界 | 适合表达载体方向筛选 | 只能覆盖一侧连接 |
插入正向引物+载体反向引物 | 另一方向或另一侧边界 | 可与上一组互补验证 | 需合理设计退火温度 |
标签区引物+插入片段引物 | 标签融合阅读框 | 适合融合蛋白载体 | 不能替代测序确认 |
3.2 质粒小提与酶切鉴定
(1)质粒小提
菌落PCR阳性克隆应进行液体培养和质粒小提。A260/A280、A260/A230、DNA浓度和质粒完整性会影响后续酶切、测序和转染实验。
(2)单酶切鉴定
单酶切可用于判断质粒是否能够线性化,并估算质粒整体大小是否符合预期。该方法适合初步确认载体结构,但对插入方向和小片段异常的识别能力有限。
(3)双酶切鉴定
双酶切可释放目标插入片段或形成特征条带,更适合判断插入片段大小、载体骨架和部分方向。若目标片段与载体片段大小接近,应重新设计酶切组合或结合测序确认。
3.3 Sanger测序确认
(1)连接边界测序
测序应覆盖载体与插入片段两端连接区。边界正确可确认连接位点、方向、阅读框和标签融合是否符合设计。
(2)开放阅读框测序
表达克隆应覆盖完整ORF,尤其是PCR扩增区域、突变引入区域、酶切位点附近和同源重组连接区。只测一端通常不足以确认长片段全长正确。
(3)峰图异常处理
测序双峰、局部杂峰、读长突然下降或移码样峰图,常见于混合克隆、重复序列、二级结构或模板质量不足。可重新划线纯化单克隆,或更换测序引物从反向确认。
表3 分子克隆鉴定结果的确认层级
鉴定层级 | 代表方法 | 能确认的内容 | 不能替代的内容 |
初筛 | 抗性筛选、蓝白斑筛选 | 是否存在候选克隆 | 插入片段和序列正确性 |
片段确认 | 菌落PCR | 是否含目标片段、部分方向 | 完整序列和突变状态 |
结构确认 | 酶切鉴定 | 片段大小、载体结构、部分方向 | 单碱基突变和小缺失 |
序列确认 | Sanger测序 | 边界、阅读框、突变和序列完整性 | 蛋白表达和功能活性 |
功能确认 | 表达检测、报告基因、酶活 | 下游功能可用性 | DNA构建序列正确性 |
4 不同克隆策略的筛选要点
4.1 酶切连接克隆
(1)双酶切连接
双酶切可降低载体自连并赋予方向性。筛选时应重点确认插入片段大小和方向,常用组合为菌落PCR、双酶切释放片段和测序确认。
(2)单酶切连接
单酶切连接容易出现载体自连和插入片段双向连接。筛选时需增加候选菌落数量,并采用方向性PCR或具有区分度的酶切图谱判断方向。
(3)去磷酸化处理
载体去磷酸化可降低空载体背景,但过度处理可能降低连接效率。若菌落数量偏少,应同时检查载体回收量、插入片段摩尔比和连接酶活性。
4.2 TA克隆与平末端克隆
(1)TA克隆
TA克隆适合PCR产物快速插入,常结合蓝白斑筛选。白斑候选仍需菌落PCR确认片段大小,并通过测序排查PCR扩增突变。
(2)平末端克隆
平末端连接方向不可控,连接效率通常低于黏性末端连接。筛选时应增加候选克隆数量,并使用载体-插入片段边界PCR判断方向。
(3)PCR产物质量
PCR产物中引物二聚体、非特异条带或残留盐分会降低连接效率。连接前应进行PCR纯化或胶回收,表达用插入片段宜优先采用高保真聚合酶扩增。
4.3 Gibson Assembly与同源重组克隆
(1)同源臂设计
Gibson Assembly依赖片段间同源重叠区。筛选时常见错误包括片段缺失、错误拼接和重复序列重组,应通过跨连接区PCR和测序确认每个连接点。
(2)多片段组装
片段数量越多,错误组装概率越高。多片段构建不能只用一组PCR判断整体正确,应对每个连接边界设计测序引物。
(3)大片段克隆
大片段更容易发生重排、缺失和低转化效率。筛选时可选择稳定宿主菌株、缩短培养时间,并结合酶切图谱、多引物测序或长读长测序确认。
表4 不同克隆策略的筛选与鉴定重点
克隆策略 | 主要风险 | 推荐筛选方法 | 最终确认方式 |
双酶切连接 | 插入片段缺失、酶切不完全 | 菌落PCR、双酶切 | 双端测序或全长测序 |
单酶切连接 | 空载体、自连、反向插入 | 方向性PCR、酶切 | 测序确认方向和边界 |
TA克隆 | 空白斑、PCR突变 | 蓝白斑、菌落PCR | 插入片段测序 |
平末端克隆 | 连接效率低、方向随机 | 多菌落PCR、方向性PCR | 测序确认 |
Gibson Assembly | 错误拼接、片段缺失 | 跨连接区PCR | 多连接点测序 |
多片段组装 | 片段顺序错误、部分缺失 | 分段PCR、酶切图谱 | 覆盖所有连接区测序 |
大片段克隆 | 重排、缺失、低稳定性 | 酶切图谱、低拷贝筛选 | 长读长或多引物测序 |
5 常见异常结果与优化方向
5.1 无菌落或菌落过少
(1)转化效率不足
阳性对照也无菌落时,应优先检查感受态细胞、复苏时间、热激或电转条件。此类问题不宜直接归因于连接失败。
(2)连接体系异常
插入片段与载体比例不合适、DNA末端不兼容、连接酶失活、盐分残留或酶切不完全,均会降低连接效率。可通过载体自连对照和插入片段质量检查定位问题。
(3)插入片段毒性
某些基因在宿主中产生毒性或影响质粒稳定性。可尝试低拷贝载体、抑制型宿主、低温培养或缩短培养时间。
5.2 背景菌落过多
(1)载体自连
单酶切载体、酶切不完全或去磷酸化不足容易形成空载体背景。双酶切、胶回收正确条带和载体去磷酸化可降低该问题。
(2)抗生素失效
阴性对照平板出现菌落时,应检查抗生素浓度、保存条件和培养基冷却温度。抗生素失效会使背景菌落失去判读意义。
(3)蓝白斑假阳性
白斑不一定代表目标片段正确插入。颜色浅、半蓝半白或边界模糊的菌落应谨慎选择,后续必须用PCR和测序确认。
5.3 PCR阳性但测序错误
(1)PCR引入突变
高保真酶可降低突变率,但不能完全消除错误。表达克隆和突变体克隆应对完整ORF测序,不应只测连接边界。
(2)混合克隆
菌落未纯化或挑取到混合菌落时,测序峰图可能出现双峰。可重新划线分离单克隆,再进行质粒小提和测序。
(3)重复序列或GC富集区域
重复序列、强二级结构和高GC区域可能导致测序读长下降或局部峰图异常。可更换测序引物、调整测序方向或采用分段测序。
表5 分子克隆筛选异常结果与处理策略
异常结果 | 可能原因 | 优先处理方式 |
转化后无菌落 | 感受态失效、连接失败、抗性错误 | 检查阳性对照和抗性标记 |
菌落很多但PCR阴性 | 空载体背景高、载体自连 | 优化酶切、去磷酸化和插入片段比例 |
菌落PCR多条带 | 模板过量、非特异扩增、混合菌落 | 降低模板量,重新挑单克隆 |
PCR条带正确但酶切异常 | 重排、部分缺失、质粒混合 | 重新小提并测序确认 |
酶切正确但测序有突变 | PCR扩增错误、复制突变 | 重新筛选多个独立克隆 |
测序双峰明显 | 混合克隆、质粒模板不纯 | 划线纯化后重新测序 |
表达失败但序列正确 | 标签、阅读框、毒性或折叠问题 | 检查表达载体设计和宿主体系 |
6 分子克隆筛选与鉴定相关产品
表6 分子克隆筛选与鉴定相关试剂、酶类与检测材料
货号 | 产品名称 | 级别/规格 | 产品类别 | 应用定位 |
T4 DNA 连接酶 | 生物活性, 重组, ActiBioPure™, 高性能, EnzymoPure™, 1000 U/μL | DNA连接酶 | 用于黏性末端、平末端连接和常规载体-插入片段构建 | |
T4 DNA连接酶 | EnzymoPure™ | DNA连接酶 | 用于分子克隆连接反应、阳性克隆构建和载体自连对照 | |
Taq DNA 连接酶 | EnzymoPure™, 40 U/μL | 热稳定DNA连接酶 | 用于寡核苷酸连接、连接检测和连接酶依赖性鉴定体系 | |
大肠杆菌 DNA 连接酶 | 生物活性, 重组, ActiBioPure™, 高性能, EnzymoPure™, 10 U/μL | DNA连接酶 | 用于DNA缺口连接、连接机制研究和特定克隆体系优化 | |
PBCV-1 DNA 连接酶 | 生物活性, 重组, ActiBioPure™, 高性能, EnzymoPure™, 25 U/μL | DNA连接酶 | 用于特殊末端连接、连接体系比较和体外DNA组装研究 | |
T3 DNA 连接酶 | 生物活性, 重组, ActiBioPure™, 高性能, EnzymoPure™, 3 KU/μL | DNA连接酶 | 用于DNA连接反应、连接酶体系比较和片段连接优化 | |
T7 DNA 连接酶 | 生物活性, 重组, ActiBioPure™, 高性能, EnzymoPure™, 3 KU/μL; expressed in E.coli | DNA连接酶 | 用于DNA连接反应、末端修复后连接和连接效率比较 | |
HiFi Seq Hotstart DNA 聚合酶 | 重组, 分子生物学级, EnzymoPure™, for DNA and RNA applications, 1 U/μL | 高保真热启动聚合酶 | 用于表达克隆、突变体构建和需降低PCR突变率的插入片段扩增 | |
HiFi Seq DNA 聚合酶 | 1 U/μL | 高保真DNA聚合酶 | 用于目标片段高保真扩增、测序模板制备和克隆前PCR | |
Pfu DNA聚合酶 | EnzymoPure™, 2.5 U/μL | 高保真DNA聚合酶 | 用于低突变率扩增、平末端克隆和表达载体构建 | |
Taq DNA聚合酶 | 重组, 分子生物学级, EnzymoPure™, for DNA and RNA applications, 5 U/μL | 常规PCR聚合酶 | 用于菌落PCR、阳性克隆初筛和TA克隆片段扩增 | |
Taq DNA聚合酶 | 重组, 分子生物学级, EnzymoPure™, ≥99%(SDS-PAGE), 5 U/μL | 常规PCR聚合酶 | 用于菌落PCR、插入片段检测和转化子快速筛选 | |
Epitech Taq DNA 聚合酶 | 重组, 分子生物学级, EnzymoPure™, for DNA and RNA applications, 5 U/μL | 常规PCR聚合酶 | 用于阳性克隆PCR筛选和常规片段扩增 | |
Epitech HS Taq DNA聚合酶 | 重组, 分子生物学级, EnzymoPure™, for DNA and RNA applications, 5 U/μL | 热启动PCR聚合酶 | 用于提高菌落PCR特异性,减少非特异扩增 | |
Hotstart HiTaq DNA 聚合酶 | 重组, 分子生物学级, EnzymoPure™, for DNA and RNA applications, 5 U/μL | 热启动PCR聚合酶 | 用于载体-插入片段边界PCR和方向性克隆筛选 | |
Hotstart HiTaq Ⅱ DNA 聚合酶 | 分子生物学级, EnzymoPure™, for DNA and RNA applications, 5 U/μL | 热启动PCR聚合酶 | 用于复杂模板菌落PCR和阳性克隆初筛 | |
热启动Taq DNA 聚合酶 | EnzymoPure™, 5 U/μL | 热启动PCR聚合酶 | 用于提高PCR鉴定特异性和弱阳性克隆确认 | |
热启动Taq DNA聚合酶, 无甘油 |
| 热启动PCR聚合酶 | 用于对甘油敏感体系的PCR扩增和克隆鉴定 | |
AK Taq DNA 聚合酶V2 | 分子生物学级, EnzymoPure™, for DNA and RNA applications, 5 U/μL | PCR聚合酶 | 用于常规PCR、菌落PCR和克隆片段扩增 | |
ProPrime Taq DNA 聚合酶 | 分子生物学级, EnzymoPure™, for DNA and RNA applications, 5 U/μL | PCR聚合酶 | 用于阳性克隆初筛和插入片段扩增 | |
PowerResist Taq DNA 聚合酶 | 分子生物学级, EnzymoPure™, for DNA and RNA applications, 5 U/μL | PCR聚合酶 | 用于复杂模板PCR和克隆筛选扩增 | |
Rock DNA 聚合酶 | EnzymoPure™, 分子生物学级, 2.5 U/μL | PCR聚合酶 | 用于常规片段扩增、菌落PCR和克隆鉴定 | |
FastTaq DNA 聚合酶(5'→3' exo-) |
| PCR聚合酶 | 用于快速PCR扩增和阳性克隆初筛 | |
Golden Taq DNA 聚合酶 |
| PCR聚合酶 | 用于常规PCR扩增和菌落PCR鉴定 | |
化学法热启动DNA 聚合酶 | EnzymoPure™ | 热启动DNA聚合酶 | 用于高特异性PCR、复杂模板扩增和方向性鉴定 | |
抗体法热启动DNA 聚合酶 | EnzymoPure™ | 热启动DNA聚合酶 | 用于减少非特异扩增,提高菌落PCR判读准确性 | |
重组高热稳定DNA 聚合酶 | EnzymoPure™ | 耐热DNA聚合酶 | 用于高温PCR扩增和克隆片段扩增 | |
WB DNA聚合酶 | EnzymoPure™, 1.25 U/μL | DNA聚合酶 | 用于特定PCR扩增和克隆片段制备 | |
T4 DNA 聚合酶 | 分子生物学级, EnzymoPure™, for DNA and RNA applications, 3 U/μL | 末端修复酶 | 用于DNA末端补平、平末端克隆和载体末端处理 | |
T4 DNA 聚合酶 | EnzymoPure™, 无动物源, 无载体, 生物活性, ActiBioPure™, 无菌, 无RNA酶, 5.0 U/μL | 末端修复酶 | 用于DNA末端修复、平末端连接和克隆片段处理 | |
快速内切酶ApaLI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于载体酶切、插入片段释放和质粒图谱鉴定 | |
快速内切酶AscI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于大片段克隆、稀有切点线性化和重组质粒鉴定 | |
快速内切酶AvrII | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于方向性克隆和酶切图谱确认 | |
快速内切酶BamHI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于载体双酶切、插入片段释放和酶切鉴定 | |
快速内切酶BclI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于特定位点酶切和克隆结构分析 | |
快速内切酶BglII | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于克隆片段释放、载体构建和双酶切组合鉴定 | |
快速内切酶BstBI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于载体线性化和质粒结构鉴定 | |
快速内切酶BstEII | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于特定位点酶切和重组质粒图谱分析 | |
快速内切酶ClaI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于方向性克隆和双酶切鉴定 | |
快速内切酶DpnII | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于GATC位点相关酶切分析和质粒结构判读 | |
快速内切酶EagI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于重组质粒线性化和低频切点鉴定 | |
快速内切酶EcoRI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于常规克隆位点酶切、载体线性化和重组质粒鉴定 | |
快速内切酶EcoRV | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于平末端酶切、载体线性化和片段结构确认 | |
快速内切酶FspI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于质粒线性化和酶切图谱分析 | |
快速内切酶HinfI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于限制性片段分析和小片段图谱判读 | |
快速内切酶HpaI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于平末端酶切、结构验证和载体线性化 | |
快速内切酶KpnI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于方向性克隆、双酶切鉴定和插入片段释放 | |
快速内切酶MluI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于表达载体、多片段组装前处理和方向性鉴定 | |
快速内切酶MnlI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于限制性片段分析和克隆结构细分鉴定 | |
快速内切酶NcoI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于带起始密码子区域的表达克隆和阅读框确认 | |
快速内切酶NdeI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于表达载体起始区域克隆和ORF插入方向确认 | |
快速内切酶NheI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于表达载体构建、标签融合边界鉴定和双酶切分析 | |
快速内切酶NotI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于大片段插入、低频切点鉴定和载体结构确认 | |
快速内切酶NsiI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于特定位点酶切和质粒图谱鉴定 | |
快速内切酶PacI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于大片段克隆、低频切点质粒鉴定和载体线性化 | |
快速内切酶PstI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于多克隆位点酶切、插入片段释放和质粒图谱验证 | |
快速内切酶PvuII | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于平末端酶切、载体线性化和酶切图谱鉴定 | |
快速内切酶SacI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于插入片段释放、载体骨架确认和双酶切鉴定 | |
快速内切酶SacII | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于特定位点酶切鉴定和复杂载体结构分析 | |
快速内切酶SbfI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于大片段克隆、稀有切点酶切和结构确认 | |
快速内切酶SmaI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于平末端克隆、载体线性化和酶切验证 | |
快速内切酶SpeI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于多克隆位点构建、方向性插入和连接边界验证 | |
快速内切酶SphI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于插入片段释放和特定多克隆位点鉴定 | |
快速内切酶SspI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于质粒线性化和平末端酶切分析 | |
快速内切酶StuI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于平末端酶切、结构验证和质粒图谱分析 | |
快速内切酶TaqI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于特定位点限制性分析和克隆图谱判读 | |
快速内切酶XbaI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于方向性克隆、表达载体构建和重组质粒鉴定 | |
快速内切酶XhoI | EnzymoPure™ | 限制性内切酶 | 用于表达载体双酶切、ORF插入和酶切图谱确认 | |
快速碱性磷酸酶 | EnzymoPure™ | 去磷酸化酶 | 用于酶切载体去磷酸化,降低载体自连背景 | |
虾碱性磷酸酶 |
| 去磷酸化酶 | 用于载体末端去磷酸化和连接前处理 | |
碱性磷酸酶 | EnzymoPure™, ≥5000 U/mg | 去磷酸化酶 | 用于DNA末端去磷酸化、载体自连控制和克隆体系优化 | |
碱性磷酸酶 | EIA grade, from calf intestine | 去磷酸化酶 | 用于载体末端去磷酸化和连接背景控制 | |
碱性磷酸酶 | EnzymoPure™, 天然, ≥30 units/mg protein, from Escherichia coli | 去磷酸化酶 | 用于载体末端处理和克隆体系优化 | |
碱性磷酸酶 来源于小牛肠 | 生物活性, ActiBioPure™, 天然, 高性能, EnzymoPure™, ≥97%(HPLC), ≥5000 U/mg protein | 去磷酸化酶 | 用于高效去磷酸化,降低载体自连 | |
DL10000 DNA Marker | 0.09 mg/mL | DNA分子量标准 | 用于较大片段PCR产物、酶切片段和质粒线性化条带判断 | |
DL15000 DNA Marker | 0.064 mg/mL | DNA分子量标准 | 用于大片段插入、载体骨架和质粒酶切图谱分析 | |
Super DNA Marker |
| DNA分子量标准 | 用于常规PCR、菌落PCR和酶切鉴定条带大小判断 | |
100bp DNA Ladder |
| DNA分子量标准 | 用于短片段PCR、插入片段初筛和小片段克隆鉴定 | |
DNA Ladder (50-500bp) | BioReagent, 即用型, 50-500bp, 9 bands | DNA分子量标准 | 用于短插入片段、小片段PCR和蓝白斑候选克隆PCR判读 | |
DNA Ladder (100-5000bp) | BioReagent, 即用型, 100-5000bp, 9 bands | DNA分子量标准 | 用于常规菌落PCR、插入片段大小判断和中等长度酶切片段分析 | |
DNA Ladder (100-2000bp) | BioReagent, 即用型, 100-2000bp, 6 bands | DNA分子量标准 | 用于常规阳性克隆PCR、短至中等片段插入鉴定 | |
DNA Ladder (100-15000bp) | BioReagent, 即用型, 100-15000bp, 11 bands | DNA分子量标准 | 用于质粒酶切鉴定、大片段插入和载体骨架分析 | |
Gelred-prestained DNA Ladder (100-1500bp) | BioReagent, 即用型, 100-1500bp, 11 bands | 预染DNA分子量标准 | 用于快速判断菌落PCR和短片段插入结果,减少额外染色步骤 | |
Gelred-prestained DNA Ladder (100-5000bp) | BioReagent, 即用型, 100-5000bp, 9 bands | 预染DNA分子量标准 | 用于常规PCR、酶切鉴定和中等长度插入片段分析 | |
Gelred-prestained DNA Ladder (100-2000bp) | BioReagent, 即用型, 100-2000bp, 6 bands | 预染DNA分子量标准 | 用于菌落PCR、短片段克隆筛选和快速电泳判读 | |
Gelred-prestained DNA Ladder (50-500bp) | BioReagent, 即用型, 50-500bp, 9 bands | 预染DNA分子量标准 | 用于小片段插入、引物扩增片段和短PCR产物鉴定 | |
Gelred-prestained DNA Ladder (250-10000bp) | BioReagent, 即用型, 250-10000bp, 9 bands | 预染DNA分子量标准 | 用于质粒酶切图谱、大片段插入和载体线性化判断 | |
Gelred-prestained DNA Ladder (250-12000bp) | BioReagent, 即用型, 250-12000bp, 13 bands | 预染DNA分子量标准 | 用于大片段克隆、复杂酶切图谱和载体结构鉴定 | |
DM-25bp DNA Marker | BioReagent, 即用型, 分子生物学级, 用于核酸电泳, 用于聚丙烯酰胺凝胶电泳, 25-600bp, 11 bands, 25bp/ 50bp/ 75bp/ 100bp (参考条带)/ 150bp/ 200bp/ 250bp/ 300bp (参考条带)/ 400bp/ 500bp/ 600bp | 小片段DNA Marker | 用于极短插入片段、引物二聚体区分和小片段PCR产物分析 | |
DM1500 DNA Marker | BioReagent, 即用型, 分子生物学级, 用于核酸电泳, 用于聚丙烯酰胺凝胶电泳, 100-1500bp, 11 bands, 100bp/ 200bp/ 300bp/ 400bp/ 500bp (参考条带)/ 600bp/ 700bp/ 800bp/ 900bp/ 1000bp/ 1500bp | DNA Marker | 用于短片段PCR、菌落PCR和小型插入片段筛选 | |
DM2000 DNA Marker | BioReagent, 即用型, 分子生物学级, 用于核酸电泳, 用于聚丙烯酰胺凝胶电泳, 100-2000bp, 7 bands, 100bp/ 250bp/ 500bp/ 750bp (参考条带)/ 1000bp/ 1500bp/ 2000bp | DNA Marker | 用于常规阳性克隆PCR和短至中等片段鉴定 | |
DM5000 DNA Marker | BioReagent, 即用型, 分子生物学级, 用于核酸电泳, 用于聚丙烯酰胺凝胶电泳, 100-5000bp, 9 bands, 100bp/ 250bp/ 500bp/ 750bp (参考条带)/ 1000bp/ 1500bp/ 2000bp/ 3000bp/ 5000bp | DNA Marker | 用于中等长度插入片段、酶切片段和常规质粒鉴定 | |
DM-20Kb DNA Marker | BioReagent, 即用型, 分子生物学级, 用于核酸电泳, 用于聚丙烯酰胺凝胶电泳, 500-20000bp, 10 bands, 500bp/ 1000bp/ 2000bp/ 3000bp/ 4000bp (参考条带)/ 5000bp/ 6000bp/ 8000bp/ 10000bp/ 20000bp | 大片段DNA Marker | 用于大片段克隆、载体骨架和长片段酶切图谱判断 | |
UltraBio™ 红色荧光DNA Marker染料 | 适用于电泳, BioReagent, 分子生物学级, 用于核酸电泳, 50X | DNA Marker染料 | 用于核酸电泳中DNA Marker预染或上样辅助观察 | |
UltraBio™ 绿色荧光DNA Marker染料 | 适用于电泳, BioReagent, 分子生物学级, 用于核酸电泳, 50X | DNA Marker染料 | 用于核酸电泳中DNA Marker染色和条带可视化 | |
PCR级高分辨率琼脂糖 | High resolution, DNase, RNase, NICKase, none detected | 电泳凝胶材料 | 用于PCR产物、菌落PCR条带和小片段插入片段分辨 | |
OmniPur® 琼脂糖 PCR Plus | 适用于小于1000 bp的小DNA片段解析 | 电泳凝胶材料 | 用于小片段PCR鉴定、短插入片段分辨和克隆初筛 | |
OmniPur® 琼脂糖 | 适用于核酸和蛋白质凝胶的广泛应用 | 电泳凝胶材料 | 用于常规PCR产物、电泳鉴定和酶切片段分析 | |
OmniPur® 琼脂糖超精细分辨率 |
| 高分辨率琼脂糖 | 用于小片段插入、短PCR产物和精细条带分辨 | |
低熔点琼脂糖 | 低熔点, 适用于分离小的核酸片段 | 胶回收电泳材料 | 用于酶切片段、PCR插入片段的低温回收 | |
琼脂糖 | 分子生物学级, 超低凝胶温度 | 低熔点琼脂糖 | 用于胶回收、片段纯化和连接前DNA回收 | |
琼脂糖 | BioReagent, 分子生物学级, 低EEO | 电泳凝胶材料 | 用于常规PCR、酶切鉴定和质粒电泳分析 | |
琼脂糖 | 分子生物学级, 中等EEO | 电泳凝胶材料 | 用于常规核酸电泳和克隆筛选条带分析 | |
琼脂糖 | 脉冲场电泳运行凝胶 | 大片段电泳材料 | 用于大片段DNA、复杂质粒和长片段结构分析 | |
高纯度琼脂糖 |
| 电泳凝胶材料 | 用于高质量核酸电泳和克隆鉴定 | |
琼脂 | 分子生物学级 | 平板培养材料 | 用于抗性平板、转化子筛选和蓝白斑筛选平板制备 | |
琼脂 | 分子生物学级, 用于细菌和酵母培养 | 平板培养材料 | 用于大肠杆菌转化子培养和克隆筛选 | |
琼脂 | 分子生物学级, 适用于NZYM琼脂基 | 平板培养材料 | 用于细菌培养基制备和转化子筛选 | |
琼脂 | 分子生物学级, 适用于NZCYM琼脂基 | 平板培养材料 | 用于细菌培养基制备和克隆培养 | |
溴化乙锭(EB) | 分子生物学级, ≥95%(HPLC), powder | 核酸染料 | 用于琼脂糖凝胶DNA显色和PCR/酶切条带观察 | |
溴化乙锭 | 0.625 mg/mL in H₂O, 生物技术级 | 核酸染料溶液 | 用于DNA凝胶染色和克隆鉴定电泳检测 | |
溴化乙锭(EB) | 10 mM in DMSO | 核酸染料溶液 | 用于核酸电泳染色和DNA条带观察 | |
溴化乙锭(EB) | ≥95%(HPLC) | 核酸染料 | 用于PCR产物和酶切片段电泳显色 | |
核糖核酸酶A | EnzymoPure™, 无DNA酶, 无蛋白酶, 无菌, ≥90%(SDS-PAGE), 10 mg/mL | RNase A | 用于质粒小提中去除RNA污染,提高测序和酶切模板质量 | |
核糖核酸酶A 来源于牛胰腺(无DNase & Protease) | 生物活性, ActiBioPure™, 天然, 高性能, EnzymoPure™, 无DNA酶, 无蛋白酶, ≥2,000 units/mg protein | RNase A | 用于质粒提取、DNA纯化和核酸样本中RNA去除 | |
核糖核酸酶A 来源于牛胰腺 | 生物活性, ActiBioPure™, 高性能, EnzymoPure™, ≥90%(SDS-PAGE), ≥100 KU/mg protein | RNase A | 用于质粒小提和DNA样本去RNA处理 | |
核糖核酸酶 A 来源于牛胰腺 | EnzymoPure™, ≥2,500 units/mg dry weight | RNase A | 用于质粒提取体系中RNA降解 | |
重组核糖核酸酶A | 无DNA酶, EnzymoPure™, 无蛋白酶, ActiBioPure™, 生物活性, 高性能, 重组, ≥90%(SDS-PAGE), 100 mg/mL | 重组RNase A | 用于DNA纯化、质粒小提和测序模板制备 | |
氨苄青霉素钠 | PharmPure™, USP | 抗性筛选抗生素 | 用于AmpR载体转化子筛选和抗性平板制备 | |
氨苄青霉素钠 | 用于细胞培养 | 抗性筛选抗生素 | 用于AmpR载体筛选、液体培养和克隆扩增 | |
氨苄青霉素溶液 | 100 mg/mL, 无菌 | 抗性筛选抗生素溶液 | 用于AmpR克隆平板、液体培养和转化子扩增 | |
氨苄青霉素钠溶液 | 无菌过滤, BioReagent, 用于细胞培养, 50 mg/mL | 抗性筛选抗生素溶液 | 用于分子克隆抗性筛选和培养基快速配制 | |
硫酸卡那霉素 | ≥94%(N), from Streptomyces kanamyceticus | 抗性筛选抗生素 | 用于KanR载体筛选、阳性克隆培养和质粒扩增 | |
硫酸卡那霉素 | PharmPure™, USP | 抗性筛选抗生素 | 用于KanR克隆筛选和细菌培养 | |
硫酸卡那霉素 | 分析标准品 | 抗性筛选抗生素 | 用于筛选体系对照和培养基配制 | |
卡那霉素 硫酸酯 来源于卡那霉素链霉菌 | BioReagent, 用于植物细胞培养, powder | 抗性筛选抗生素 | 用于KanR载体筛选和转化子培养 | |
硫酸卡那霉素溶液 | 无菌过滤, BioReagent, 用于细胞培养, 10 mg/mL | 抗性筛选抗生素溶液 | 用于KanR克隆筛选和液体培养 | |
硫酸卡那霉素溶液 | 无菌过滤, BioReagent, 50 mg/mL | 抗性筛选抗生素溶液 | 用于KanR平板和液体培养基制备 | |
硫酸卡那霉素溶液 | 无菌过滤, BioReagent, 用于细胞培养, 100 mg/mL | 抗性筛选抗生素溶液 | 用于KanR克隆平板和液体培养基配制 | |
氯霉素 | Moligand™, ≥98% | 抗性筛选抗生素 | 用于CmR载体、低拷贝质粒和兼容质粒系统筛选 | |
氯霉素 | Moligand™, 分析标准品 | 抗性筛选抗生素 | 用于CmR筛选体系和抗性培养基配制 | |
氯霉素 | Moligand™, 用于植物细胞培养 | 抗性筛选抗生素 | 用于CmR载体筛选和细胞培养相关筛选体系 | |
氯霉素 | PharmPure™, USP | 抗性筛选抗生素 | 用于CmR载体转化子筛选 | |
氯霉素溶液 | 无菌过滤, BioReagent, 用于细胞培养, 34 mg/mL | 抗性筛选抗生素溶液 | 用于CmR转化子筛选和低拷贝载体培养 | |
四环素 盐酸盐 | BioReagent, 用于细胞培养, Powder | 抗性筛选抗生素 | 用于TetR载体转化子筛选和特定克隆体系培养 | |
盐酸四环素 | 分析标准品 | 抗性筛选抗生素 | 用于TetR筛选体系和抗性条件验证 | |
盐酸四环素 | ≥96% | 抗性筛选抗生素 | 用于TetR相关克隆筛选和培养基配制 | |
盐酸四环素溶液 | 无菌过滤, BioReagent, 用于细胞培养, 5 mg/mL | 抗性筛选抗生素溶液 | 用于TetR平板和液体培养基制备 | |
异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG) | 超纯级, ≥99% | lac诱导剂 | 用于蓝白斑筛选中诱导lacZα表达 | |
异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG) | ≥98% | lac诱导剂 | 用于蓝白斑筛选和IPTG诱导体系 | |
IPTG溶液 | 50 mg/mL, 无菌 | lac诱导剂溶液 | 用于蓝白斑平板配制和IPTG诱导体系 | |
异丙基β-D-硫代吡喃半乳糖苷溶液 | 现成IPTG溶液, 用于蓝白色筛选 | 蓝白斑筛选试剂 | 用于TA克隆和lacZα互补筛选体系 | |
5-溴-4-氯-3-吲哚基-β-D-吡喃半乳糖苷 (X-Gal) | ≥98% | 蓝白斑显色底物 | 用于lacZα互补蓝白斑筛选,初步区分空载体和候选插入克隆 | |
5-溴-4-氯-3-吲哚基-β-D-吡喃半乳糖苷 | 超纯级 | 蓝白斑显色底物 | 用于蓝白斑筛选平板制备和阳性候选克隆挑选 | |
X-Gal 溶液 | BioReagent, 20 mg/mL | 蓝白斑显色底物溶液 | 用于快速配制蓝白斑筛选平板 | |
5-溴-4-氯-3-吲哚基-β-D-吡喃半乳糖苷 | 10 mM in DMSO | X-Gal溶液 | 用于蓝白斑筛选和lacZα显色反应 | |
无内毒素质粒大提试剂盒 | BioReagent, for DNA and RNA applications | 质粒提取产品 | 用于已确认克隆的无内毒素质粒制备,适合转染和功能实验 | |
金牌超量无内毒素质粒大提试剂盒 |
| 质粒大提产品 | 用于大规模制备低内毒素质粒DNA | |
金牌超量无内毒素质粒大提试剂盒(负压法) |
| 质粒大提产品 | 用于负压法制备无内毒素质粒DNA | |
无内毒素质粒小提中量试剂盒 | BioReagent, for DNA and RNA applications | 质粒提取产品 | 用于阳性克隆质粒提取、酶切鉴定、测序和转染前准备 | |
DNA凝胶回收试剂盒 |
| DNA回收产品 | 用于回收载体骨架、插入片段和酶切鉴定目标条带 | |
DNA纯化试剂盒 | BioReagent, for DNA and RNA applications | DNA纯化产品 | 用于PCR产物、酶切产物和连接前DNA纯化 | |
通用型DNA纯化回收试剂盒(离心柱法) | BioReagent | DNA纯化回收产品 | 用于克隆片段纯化、胶回收和测序模板制备 | |
琼脂糖凝胶DNA回收试剂盒 | BioReagent, 分子生物学级 | 胶回收产品 | 用于载体酶切条带、插入片段和PCR产物回收 | |
UltraBio™ 小片段DNA纯化磁珠 | BioReagent, 无DNA酶和RNA酶, 分子生物学级, for DNA and RNA applications | 小片段DNA纯化材料 | 用于短插入片段、引物二聚体去除和小片段克隆前纯化 |
7 实验设计中的关键注意事项
7.1 区分筛选结果与最终确认
(1)抗性阳性
抗性阳性只说明存在可复制或可表达抗性标记的DNA分子,不能证明目标片段插入正确。
(2)PCR阳性
菌落PCR阳性说明扩增区域符合预期,但无法排除PCR外区域突变、重排或小缺失。
(3)酶切正确
酶切图谱正确说明整体结构大致符合设计,但不能发现所有点突变和小片段变化。
(4)测序正确
测序覆盖连接区和完整插入片段后,才能作为克隆进入表达、功能实验或质粒库保存的主要依据。
7.2 选择合适的确认深度
(1)普通保存克隆
若仅用于中间载体保存,可通过菌落PCR和关键区域测序确认。
(2)表达载体
应测序覆盖ORF、标签连接区、启动子附近序列和终止区,确保阅读框正确。
(3)功能突变体
突变位点、全长ORF和可能的PCR引入突变区域均需确认,必要时筛选多个独立克隆。
(4)多片段构建体
每个连接边界都应测序确认,不能只根据一个片段PCR阳性判断整体正确。
8 常见问题
8.1 分子克隆筛选时挑几个菌落比较合适?
普通双酶切单片段克隆可先挑6–12个菌落;TA克隆、平末端克隆、多片段组装或大片段克隆建议增加筛选数量。若空载体背景高,应先优化载体处理和连接体系,而不是单纯增加挑菌数量。
8.2 菌落PCR阳性是否说明克隆一定正确?
不一定。菌落PCR只能证明引物覆盖区域存在预期扩增结果,不能排除插入片段内部突变、方向错误、局部缺失或载体其他区域异常。最终使用前仍需测序确认。
8.3 酶切鉴定正确还需要测序吗?
需要。酶切鉴定可判断片段大小和部分结构,但不能发现单碱基突变、小缺失和阅读框内点突变。表达克隆、突变体克隆和功能研究用质粒应进行测序确认。
8.4 蓝白斑筛选中的白斑一定是阳性克隆吗?
不一定。白斑可能来自插入片段破坏lacZα,也可能来自载体突变、读框异常、培养时间影响或底物扩散。白斑只能作为候选克隆,后续应做菌落PCR和测序。
8.5 测序出现双峰应该怎么处理?
测序双峰常见于混合克隆、模板不纯、重复序列或局部二级结构。优先重新划线分离单菌落,再进行质粒小提和测序;若仍有局部双峰,可更换测序引物或从反向测序确认。
8.6 为什么质粒构建正确但表达没有结果?
可能与启动子、阅读框、标签位置、宿主菌株、密码子偏好、蛋白毒性、折叠和诱导条件有关。构建正确只说明DNA层面无误,表达结果还需从宿主、诱导、可溶性和功能检测角度优化。
分子克隆筛选与鉴定应围绕“候选克隆获得—插入片段确认—结构确认—序列确认—功能验证”逐级推进。抗性、蓝白斑、菌落PCR和酶切可提高筛选效率,但用于后续表达、功能实验或长期保存的克隆,最终应以测序确认的序列为依据。
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[2] PCR 产物的 TA 克隆
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