分子入门
大肠杆菌感受态制备
前置知识 / 技能
无前置要求,可直接开始。
实验目的
制备能高效摄取外源 DNA 的大肠杆菌感受态细胞,为质粒转化实验提供合格材料。
实验原理
用低温 CaCl₂ 处理处于对数生长期的大肠杆菌,改变细胞膜通透性,使细胞进入易摄取外源 DNA 的「感受态」;热激时外源质粒经细胞膜进入胞内。
实验步骤
- 1活化菌种
挑取单菌落接种 LB 培养基,37℃ 摇床过夜培养。
- 2转接培养
按 1:100 转接至新鲜 LB,37℃ 振荡培养至 OD600≈0.4–0.6。
- 3冰浴预冷
菌液冰浴 10–30 min,4℃ 低速离心收集菌体。
- 4CaCl₂ 处理
用预冷 0.1 M CaCl₂ 轻柔重悬菌体,冰浴 30 min。
- 5再次离心
4℃ 低速离心,弃上清。
- 6甘油重悬分装
用含 10–15% 甘油的预冷 CaCl₂ 重悬,分装至预冷冻存管。
- 7速冻保存
-80℃ 保存(或液氮速冻后再转 -80℃)。
所需试剂
- LB 培养基
- 0.1 M CaCl₂(预冷)
- 甘油(10–15%)
- 氨苄青霉素(100 μg/mL(如需筛选))
所需仪器
- 恒温摇床
- 低温离心机
- 超净工作台
- 分光光度计
- 微量移液器
- -80℃ 冰箱
安全提示
- ⚠ 全程低温操作,冰浴充分,保证菌体处于对数生长期。
- ⚠ 无菌操作,防止杂菌污染。
- ⚠ 重悬动作轻柔,避免机械剪切损伤菌体。
- ⚠ 废弃菌液需高压灭菌后处理。
预期结果
制备的感受态细胞转化效率达 10⁵–10⁷ CFU/μg 质粒 DNA,无杂菌污染。
结果分析
✅ 正常结果
用已知浓度标准质粒转化,平板上得到 10⁵–10⁷ CFU/μg 的菌落,且阴性对照平板无菌落。
解读:说明感受态细胞转化效率合格、无杂菌污染,可用于后续质粒转化实验。
⚠️ 异常结果
- 1转化效率极低或无转化子
原因:菌体未处于对数期、CaCl₂ 未预冷、冰浴不充分,或质粒量过多。
- 2平板上出现卫星菌落或杂菌
原因:抗生素失效或浓度不足、培养时间过长,或无菌操作不当污染。
- 3菌体大量死亡
原因:离心转速过高或时间过长、重悬动作过于剧烈。
关联实验
实验前检查清单
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🧪 试剂
📦 耗材
🔬 仪器
🛡 安全提示
常见问题排查(Troubleshooting)
1转化效率低
可能原因
- 菌体生长过度或不足(未处于对数期)
- CaCl₂ 温度不够低
- 冰浴时间不足
- 试剂被污染
解决办法
- 控制 OD600≈0.4–0.6
- 全程 4℃ 操作
- 延长冰浴至 30 min
- 更换新配试剂
2平板上无转化子
可能原因
- 感受态已失效
- 质粒 DNA 降解
- 抗生素抗性标记不匹配
解决办法
- 重新制备感受态
- 重新提取质粒
- 核对载体抗性标记
3平板上出现大量卫星菌
可能原因
- 抗生素浓度不足或失效
- 培养时间过长
解决办法
- 提高抗生素浓度
- 控制培养时间不超过 16 h