Femto Pulse 系統使用基因組
DNA 165 kb擴展法來分離大于 80 kb 的提取 gDNA（圖 1）。使用 Agilent ProSize 數據分析軟件上的
Smear Analysis 選項卡分析 gDNA 的分子量分布。彌散條帶分子量分布包含整個彌散條帶范圍內的濃度分布。酵母 gDNA
的彌散條帶分子量分布和完整性隨使用的提取方法不同而變化。使用提取方法 A、B、C、D、E 得到的基因組 DNA 樣品的彌散條帶分子量依次減小（表
1）。液相提取法 A 和 B 得到了分子量最大的完整 gDNA 彌散條帶。用傳統液體苯酚-氯仿提取法 (A) 提取的基因組 DNA 產生的完整
gDNA 較長，平均為163670 bp，而另一種液相提取方法 B 為103111 bp。方法 C 離心柱 gDNA 提取方法和方法 D 膜 gDNA 提取方法，在五種不同提取方法中表現出相似的彌散條帶分子量分布結果。
在使用基因組 DNA 165 kb 擴展法分析時，方法 E 離心柱 gDNA 提取方法得到的電泳圖顯示整個 gDNA 樣品均分子量小于 80
kb。因此，將使用快速法和擴展法分析的方法 E 樣品進行對比（圖 2）。兩種方法對樣品 E 得到的彌散條帶分子量相近，為 30579 和
27388 bp（分別對應于快速法和擴展法）。在此示例中， 1 小時的快速法運行時間更短，故優于擴展法。
Femto Pulse 系統與脈沖場凝膠電泳 (PFGE) 的對比
過去，16 至 18 小時的 PFGE 分析是測定 50 kb 以上 gDNA 質量和分子量的唯一選擇。隨著技術的進步，Femto Pulse
系統成為唯一一款能夠在短短 70 分鐘內評估 165 kb 以內 gDNA 分子量和質量的儀器。用 Femto Pulse 系統取代過夜運行的
PFGE，省去了數天專門用于質量控制檢查的時間，從而節省了時間和金錢。ProSize
數據分析軟件自動提供峰分子量、電泳圖和數字化膠圖，實現樣品質量和分子量的快速測定。相比之下，PFGE
運行需要采用額外軟件進行用戶評估，以獲得計算分子量值。此外，Femto Pulse 系統將樣品起始量降至皮克級，節省了寶貴的樣品材料。
對于測試的所有提取方法，Femto Pulse 系統擴展法與 PFGE 凝膠得到的 ProSize 數字化膠圖中的 gDNA
濃縮條帶區域具有相近的分子量（圖 3）。Femto Pulse 系統的高靈敏度使其能夠檢出因濃度低而無法在 PFGE 上檢出的完整 gDNA
彌散條帶范圍。此外，Femto Pulse 系統的出色分辨率有助于區分用方法 B、C、D 提取的分子量相近的gDNA 樣品。
基因組質量值 (GQN)
提取 DNA 的質量會因為提取方法、樣品處理和組織類型的不同產生很大差異。因此，在使用樣品前通過質量控制分析來確定高度完整的 gDNA 十分重要。基因組質量值 (GQN) 專為 ProSize 設計，可以輕松實現定制化的 gDNA 質量評估。用戶可針對其特定應用設定合適的分子量閾值。然后，ProSize 根據高于指定分子量閾值的總測量濃度分數計算 GQN 值。GQN 以 0 到 10 的等級對樣品進行評分，0 表示樣品均未超過閾值，10 表示 100% 的樣品高于閾值。
在需要分析不同分子量的 gDNA 時，能設置可自定義的 GQN 分子量閾值是一項巨大的優勢。用戶可以根據具體樣品確定合適的分子量閾值，以便客觀判斷哪些樣品可滿足用戶要求。將方法 A、B、C、D、E 提取的酵母 gDNA 的 GQN 分子量閾值設為 50 kb。隨著 gDNA 樣品分子量的減小，GQN 分別為 8.2、7.4、6.1、3.0、1.1（分別對應于方法 A、B、C、D、E， 表 1），與預期相同。GQN 還表示高于分子量閾值的樣品百分比。例如，GQN 8.2 表示高于 50 kb 閾值的樣品占 82%。也就是說，有 18% 的樣品低于閾值。方法C 和 D 得到的分子量相近（分別為 77 和 62 kb），但得到的 GQN 分別為 6.1 和3.0，差異很大。GQN 所反映出的差異主要是由于彌散條帶分布不同，因此相近平均分子量的 gDNA 的質量水平不同。在確定最佳 gDNA 提取方法和適用于下游應用的樣品時，需要同時考慮樣品的分子量和質量。
結論
Agilent Femto Pulse 系統是唯一能夠替代
HMW gDNA 過夜 PFGE 分析的自動化系統，可以在 70 分鐘內完成分析，大大節省時間和金錢。此外，Femto Pulse
系統將樣品起始量降至皮克級，節省了寶貴的樣品材料。Agilent ProSize 數據分析軟件能夠報告用戶定義的 GQN
質量評分，該評分客觀代表了每個樣品中 HMW gDNA 的百分比。在確定最佳 gDNA
提取方法和適用于下游應用的樣品時，同時需要考慮樣品分子量和質量。使用 Femto Pulse 系統和安捷倫基因組 DNA 165 kb
試劑盒對比了通過不同方法提取的 DNA 樣品的分子量和質量。與其他液相、離心柱和膜提取方法相比，傳統酚-氯仿提取方法得到的 gDNA
最長且最完整。Femto Pulse 系統具有極高的分辨率，可以區分平均分子量相近的 gDNA 樣品間的不同分子量分布，這是傳統PFGE
無法實現的功能。
參考文獻
1. Pocernich, C.; Uthe J.; Wong K-S. Quality Assessment of Genomic
DNA for Biobanking Samples（用于生物樣本庫樣品的基因組 DNA 質量評估），安捷倫科技公司應用簡報， 出版號
5994-0520ZHCN，2018
2. Fan, H.; Gulley, M. L. DNA Extraction from Fresh or Frozen Tissues.In Methods in Molecular Medicine: Molecular Pathology Protocols, Killeen, A. A., Ed.; Humana Press Inc., Totowa, NJ, 2001; vol. 49, pp 5–10
3. Pocernich, C.; Uthe, J.; Wong, K-S. Genomic DNA Sizing andQuality
Control on the Agilent FemtoPulse System（在 Agilent FemtoPulse 系統上進行基因組
DNA 分子量測定與質量控制），安捷倫科技公司應用簡報，出版號 5994-0516EN，2017
