一韦仪器加强型冷冻组织研磨仪HGC48用于土壤微生物宏基因组DNA提取的前处理方案

一韦仪器加强型冷冻组织研磨仪HGC48用于土壤微生物宏基因组DNA提取的前处理方案

冯伟-上海一韦仪器科技有限公司

方案概述

土壤是地球上最复杂的微生物栖息地之一，富含细菌、真菌、放线菌等多种微生物。土壤微生物宏基因组学研究依赖于高质量、高纯度的总DNA提取，然而土壤样本中腐殖酸、黄腐酸等有机质会强烈抑制下游PCR扩增和测序反应。传统手动研磨难以彻底破碎土壤中孢子、菌丝等结构，且处理通量低、重复性差。一韦仪器HGC48加强型冷冻组织研磨仪采用垂直三维振荡研磨方式，配合液氮冷冻预处理，可在1分钟内同时高效破碎48个土壤样本中的微生物细胞，同步实现土壤团聚体的精细粉碎，结合冷冻条件保护核酸免受降解。全封闭研磨体系有效避免样品间交叉污染，确保宏基因组数据的真实性和可靠性，适用于土壤微生物多样性分析、宏基因组测序及环境DNA研究等领域。

实验仪器和材料

·       仪器：一韦仪器HGC48加强型冷冻组织研磨仪（配2ml研磨管48孔标准适配器）

·       材料：农田表层土壤（0-20cm）、5mm氧化锆研磨珠、液氮、土壤DNA提取试剂盒（含裂解缓冲液、蛋白酶K）、CTAB提取缓冲液、氯仿-异戊醇、无水乙醇、TE缓冲液（pH 8.0）

实验步骤

1.       采集农田表层土壤，去除植物根系和石砾，过2mm筛后充分混匀，分装为每份0.5g置于无菌离心管中。

2.       取0.5g土壤样本转移至预冷的2ml研磨管中，每管加入3颗5mm氧化锆研磨珠和800μl预冷CTAB裂解缓冲液（含2% β-巯基乙醇）。

3.       将研磨管浸入液氮速冻2分钟，取出后迅速固定于一韦仪器HGC48适配器中，对称安装并确保配平平衡。

4.       设置一韦仪器HGC48研磨参数：频率65Hz，时间90秒，冷冻模式温度设为-20℃。

5.       启动研磨程序，待运行结束后取出研磨管，置于65℃水浴中温育30分钟，期间每10分钟颠倒混匀一次。

6.       加入等体积氯仿-异戊醇（24:1），剧烈振荡混匀，12000rpm离心10分钟，小心吸取上层水相。

7.       加入0.6倍体积异丙醇沉淀DNA，-20℃静置30分钟后离心，弃上清，用70%乙醇洗涤沉淀两次，空气干燥后溶于50μl TE缓冲液。

8.       取5μl DNA样品进行1%琼脂糖凝胶电泳检测完整性，Nanodrop 2000测定浓度及A260/A280、A260/A230比值。

实验数据

结论

一韦仪器加强型冷冻组织研磨仪HGC48配合液氮冷冻预处理，可在90秒内高效破碎土壤团聚体和各类微生物细胞（包括芽孢和厚壁菌），获得高质量、高纯度的宏基因组DNA。全封闭操作有效杜绝样品间交叉污染，适配器高通量设计支持一次运行处理48个土壤样本，为环境微生物组学研究提供了标准化、可重复的前处理解决方案。