プラスミド精製とは?

プラスミドDNA(pDNA)精製は、プラスミド分離としても知られ、細菌細胞からpDNAを抽出および精製するプロセスを指します。これにより、さらなる分析や実験のための、高濃度で高純度のプラスミドを取得できます。

サーモフィッシャーサイエンティフィックは、お客様が必要とする純度およびスケールでpDNAを分離するように設計された幅広いpDNA抽出製品を提供しています。 低回収率や不純物の存在など、プラスミド調製の一般的な問題の解決に役立つ、高性能で費用対効果の高い、当社の幅広いプラスミド精製技術から選択できます。


プラスミド精製が重要な理由

pDNAは、クローニング、遺伝子発現研究、および治療開発などのアプリケーションを可能にする遺伝子工学の基礎的なツールであるため、このプロセスは重要です。 高品質のpDNAは、ワクチン生産や細胞および遺伝子治療などの重要なダウンストリームプロジェクトにおいて正確で信頼性の高い結果を確保するために不可欠であり、科学的なブレークスルーを推進するのをサポートします。


従来の手動プラスミド精製における重要なステップには通常、以下が含まれます:

従来のプラスミドDNA精製
  • 細菌の採取:20~30分間の遠心分離
  • 溶解および中和のために再懸濁:ベンチで15~20分間の操作
  • ライセートの清浄化:遠心分離機、シリンジ、または吸引を使用して5~10分間; 「エンドトキシン除去」
  • 結合、洗浄、その後溶出物の沈降: 点滴法および/または遠心分離を使用して45~60分間
  • 溶液への再懸濁:ベンチでの操作で10分間

合計推定時間:95~130分間


プラスミド精製を理解する

プラスミド精製では、調製するサイズと純度の2つの主な考慮事項があります。 どちらもダウンストリームアプリケーションの成功に直接影響します。 小規模研究から大規模の医薬品生産まで、これらの構成要素は、適切な純度/エンドトキシンレベルとともに、適切な量のpDNAが存在することを確保し、信頼性と再現性のある望ましい結果を得るのに役立ちます。


pDNA分離の調製サイズ

プラスミドには、small(1~10 kb)、medium(10~50 kb)、large(>50 kb)など、さまざまなサイズがあります。 小型のプラスミドは基本的なクローニングや遺伝子発現研究に最適で、中型のプラスミドはより複雑な遺伝子工学作業に、そして大型のプラスミドはゲノムライブラリの作成や大規模の遺伝子プロジェクトに適しています。 適切な培地およびプラスミドサイズを理解することは、遺伝子研究やバイオテクノロジーで成功を収めるために重要です。

LB Broth、Terrific Broth(TB)、SOC培地、および2xYTなどのプラスミド増殖培地は、プラスミドを含む細菌細胞の培養に不可欠です。 これらの栄養豊富な培地はプラスミド収量を向上させ、細菌増殖条件を最適化し、形質転換効率を向上させるため、さまざまな分子生物学実験に適した多用途ツールとなっています。

プラスミド調製サイズについての詳細は、当社のブログ記事をご覧ください: Plasmid Kit Sizes: Applications in Scientific Research

MiniprepMidiprepMaxiprepMegaprepGigaprep
オーバーナイトでの細菌培養液量1~5 mL25~100 mL100~500 mL500 mL~2.5 L2.5~5 L
おおよその収量最大40 µg最大400 µg最大1.5 mg最大5 mg最大15 mg
表1. Miniprep(1~5 mL)からGigaprep(2.5~5 L)までの各プラスミド調製サイズに必要なオーバーナイトでの細菌培養液量。 各調製サイズについて、pDNAのおおよその収量を表に示しています。


プラスミドDNA分離の純度グレードおよびエンドトキシンレベル

プラスミド分離に関して、研究者のそれぞれのニーズに応じてさまざまなオプションをご用意しています。 分子生物学実験グレードのプラスミド分離技術はスピードと費用対効果を提供し、高純度のレベルが不要なクローニング、核酸標識、PCR、シーケンシングなどの堅牢なアプリケーションに最適です。

一方、トランスフェクショングレードのプラスミド精製技術は、標準的な細胞株のトランスフェクションやin vitro転写などの、より高い純度と収量が必要なアプリケーション用に設計されています。 トランスフェクショングレードのプラスミドDNAは、分子生物学アプリケーションにも使用できます。 感受性の高い細胞株へのトランスフェクションやin vivo研究など、もっとも感受性の高いのアプリケーションには、高度なトランスフェクショングレードのプラスミド分離技術が推奨されます。 この技術は最高の純度を確保するのに役立ち、すべての分子およびトランスフェクショングレードアプリケーションにも使用できます。

純度のグレード分子生物学実験トランスフェクション高度なトランスフェクション
エンドトキシン濃度>10 EU/µg0.1~1 EU/µg<0.1 EU/µg

詳細を見る:Plasmid DNA purity grades

目的とするダウンストリームのアプリケーションに必要な量と純度でプラスミドDNAを確実に精製することは、タンパク質発現ワークフローの重要なステップです。 トランスフェクショングレードのプラスミドを回収し、これらをGibco ExpiCHOおよびExpi293哺乳類一過性発現系で使用する方法をご確認ください。

KingFisher PlasmidPro Maxi Processor

プラスミド精製を自動化


自動プラスミド精製のソリューション

ハンズオンの生産性、ハンズオフのプロセス

自動プラスミド精製は、ロボット工学を利用してプロセスを合理化する先進技術です。 サーモフィッシャーは、トランスフェクショングレードのプラスミドDNAをハイスループットで遠心分離機を使用することなく精製できる自動プラスミド精製ソリューションを提供しています。 これらのソリューションは、精製ステップと試薬量を正確に制御することで人為的ミスを最小限に抑え、再現性を確保します。 Minスケールのアプリケーションには、リキッドハンドリング機能を備えたKingFisherプラットフォームで効率的にプラスミドDNAを分離するために、専用の磁気ビーズ精製キットをご利用いただけます。 同様に、Maxiスケールの自動化では、KingFisher PlasmidPro Maxi Processorが、充填済みカートリッジを使用したハンズフリー作業を実現します。 このプロセスで得られる精製プラスミドDNAは、トランスフェクション、ベクター調製、酵素修飾、クローニング、シーケンシング、およびin vitroでの転写/翻訳実験など 幅広いアプリケーションに使用できます。

 

Applied Biosystems MagMAX Pro HT NoSpin Plasmid Miniprep Kit

Thermo Scientific KingFisher Plasmid Pro

MagMAX Pro HT No Spin Kitの画像PlasmidPro装置の画像
利用可能な調製サイズMiniMaxi
純度のグレード/エンドトキシン濃度トランスフェクショングレード(0.1~1 EU/µg)
高度なトランスフェクショングレード
(<0.1 EU/µg)

KingFisher PlasmidProによるプラスミド精製の自動化

KingFisher PlasmidPro Maxi Processorを使用することで、プラスミドDNA抽出をどのように自動化できるかご覧ください。 この製品は、KingFisherシリーズに新たに加わった製品です。


プラスミドDNA精製用キット

プラスミドDNA精製プロセスでは、溶解した細菌から大量のエンドトキシンが放出されます。これは細胞増殖、細胞生存率、トランスフェクション効率、タンパク質発現に悪影響を及ぼし、ヒトの敗血症を模倣することさえあります。 サーモフィッシャーは、トランスフェクショングレード、分子生物学グレード、および高度なトランスフェクショングレードのキットなど、必要なプラスミドDNA純度レベルに対応した精製キットを提供しています。

サーモフィッシャーの包括的なソリューション。 このワークフローでは、タンパク質発現のための包括的なソリューションと、プラスミド精製がプロセス全体にどのように連携しているかを示します。 サーモフィッシャーはプロセスの各ステップに対応したソリューションを提供します。 プラスミド設計はGene Art Plasmid Servicesを使用して開始でき、プラスミド産生にはクローニングおよびベクターインサートの検証、形質転換、および培養増殖用の技術を使用できます。 プラスミド精製は、KingFisher PlasmidPro Maxi Processesorを使用して自動化したり、MagMAX Pro HT NoSpin、PureLink、およびExpiキットを使用して手動で行うこともできます。 ワークフローは、クローニング、哺乳類細胞での発現、トランスフェクション、およびGibco ExpiCHOなどのシステムを使用したタンパク質発現で完了します。


トランスフェクショングレードのプラスミドDNA精製

トランスフェクショングレードのプラスミド分離キットは、細菌培養からプラスミドDNA(pDNA)をエンドトキシンを最小限に抑えながら抽出する必要がある科学者向けに特別に設計されています。 エンドトキシンの懸念に対処するため、エンドトキシンが低レベルのプラスミドDNA分離を実現するように設計された当社のキットは、これらのエンドトキシンを慎重に除去し、分離したプラスミドDNAの完全性を確保します。 これらのキットは迅速かつ簡単なプラスミド精製方法を提供し、高感度なダウンストリームのアプリケーションに必要な高純度と高収量を実現します。 調製するプラスミドのサイズにかかわらず、当社のトランスフェクショングレードのプラスミド分離キットは、お客様の特定のニーズに合わせてカスタマイズされており、信頼性と再現性のある結果が得られます。

 Invitrogen PureLink Fast Low-Endotoxin Purification KitsInvitrogen PureLink HiPure Plasmid KitsPureLink HiPure Plasmid Filter Kits
 製品製品PureLink HiPure Plasmid Filter Midiprep Kit
利用可能な調製サイズMidiMaxiMiniMidiMaxiMegaGigaMidiMaxi
純度のグレード/エンドトキシン濃度トランスフェクショングレード
(0.1~1 EU/µg)
トランスフェクショングレード
(0.1~1 EU/µg)
トランスフェクショングレード
(0.1~1 EU/µg)


高度なトランスフェクショングレードのpDNA精製

さらにエンドトキシン除去を必要とする科学者に、より高度なトランスフェクショングレードのプラスミドが得られる分離キットを提供しています。 これらのキットは、標準的なトランスフェクショングレードキットと比較して、エンドトキシン除去レベルが向上しているため、分離したプラスミドDNAの純度を最大限まで高めるのに役立ちます。 当社の高度なトランスフェクショングレードのプラスミド分離キットを使用すると、品質の高いpDNAを必要とするダウンストリームアプリケーションを確実に実施できます。 これらのキットは、微量のエンドトキシンでも結果に大きな影響を与える可能性がある重要な実験で作業する研究者に最適です。 当社の高度なトランスフェクショングレードのプラスミド分離キットを使用することで、エンドトキシンに伴うリスクを排除し、研究に適した純粋なプラスミドDNAが得られます。

 Thermo Scientific GeneJET Endo-Free Plasmid Maxiprep KitInvitrogen PureLink Expi Endotoxin-Free Plasmid Purification Kits
 製品製品
利用可能な調製サイズMaxiMaxiMegaGiga
純度のグレード/エンドトキシン濃度高度なトランスフェクショングレード
(<0.1 EU/µg)
高度なトランスフェクショングレード
(<0.1 EU/µg)


分子生物学グレードのプラスミド精製

迅速で簡単に信頼性の高い分子生物学グレードのプラスミド精製を実現するInvitrogen PureLinkおよびGeneJETプラスミドDNA(pDNA)分離キットは、標準的な分子生物実験に適合する、高純度ですぐに使用可能なプラスミドを精製します。 分子生物学グレードのキットは、細菌および酵母細胞の形質転換に適していますが、エンドトキシンが存在するため、感受性の高い哺乳類細胞のトランスフェクションには適していない場合があります。 トランスフェクションを行う際は、上記のトランスフェクショングレードのプラスミド精製キットをご覧ください。

 Invitrogen PureLink Pro Quick 96 Plasmid Purification KitInvitrogen PureLink Quick Plasmid Miniprep KitThermo Scientific GeneJET Plasmid Kits
 製品製品製品
利用可能な調製サイズ小規模の96ウェルプレートフォーマットMiniMiniMidiMaxi
純度のグレード/エンドトキシン濃度分子生物学グレード
(>10 EU/µg)
分子生物学グレード
(>10 EU/µg)
分子生物学グレード
(>10 EU/µg)


プラスミド分離用の追加バッファー


プラスミド精製How-toビデオ

自動プラスミド精製:操作方法

高度なトランスフェクショングレードのプラスミドDNA精製方法

KingFisher PlasmidPro Maxi Processorを使用して高度なトランスフェクショングレードのpDNAを精製する方法をご確認ください。 Plasmid Filter Maxiprep Kit。 トランスフェクショングレードのpDNAは、in vitroでの転写およびトランスフェクションだけでなく、ほとんどの分子生物学アプリケーションに適しています。

pDNAの回収およびカートリッジと装置の洗浄方法

カートリッジの洗浄方法や廃液の適切な廃棄方法など、KingFisher PlasmidProの洗浄および汚染除去プロセスに関するチュートリアルビデオをご覧ください。

手動プラスミド精製How-toビデオ

エンドトキシンフリーのプラスミドDNAの精製方法

PureLink Expi Endotoxin-Free Maxi Plasmid Purification Kitを使用してプラスミドDNAを精製する方法をご覧ください。 この動画では、初代培養細胞のトランスフェクションなど、高感度アプリケーションに適したエンドトキシンフリーの高品質プラスミドDNAを分離、精製する方法をご紹介します。

分子生物学グレードのプラスミドDNAの精製方法

この動画では、当社のGeneJET Plasmid Miniprep Kitを使用して、分子生物学グレードのプラスミドDNAを15分で精製する方法をご紹介します。 分子生物学グレードのプラスミドDNAは、クローニング、核酸標識、PCR、DNAシーケンシング、および形質転換に適しています。

当社のMegaプレップキットによるプラスミドDNAの精製方法

Invitrogen PureLink HiPure Expi Plasmid Megaprep Kitを使用すると、トランスフェクショングレードのプラスミドDNAをわずか90分で分離できます。 これらのキットに含まれる革新的で独自の陰イオン交換樹脂は、大容量と高流量、高分解能、および効率性を兼ね備えています。

トランスフェクショングレードのプラスミドDNAの精製方法

Invitrogen PureLink HiPure Plasmid Filter Maxiprep Kitを使用して、トランスフェクショングレードのプラスミドDNAを精製する方法をご確認ください。 トランスフェクショングレードのプラスミドDNAは、in vitro転写およびトランスフェクションなど、ほとんどの分子生物学アプリケーションに適しています。

Resources
  • Protocol Videos—Videos to help you isolate nucleic acids using a variety of techniques.
  • DNA & RNA Selection Guide—Find the right purification products.
  • Videos—View our library of DNA & RNA purification and analysis videos.
  • Application Notes—Explore our application notes from scientists sharing data for isolation products
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