核酸分子的固相杂交是将待测核酸样品结合在某种固相支持物上，然后与溶液中的标记探针进行杂交。目前使用最多的固相支持物是硝酸纤维膜。这里重点介绍直接点样技术，转移技术及其它常用的杂交技术。
（一）斑点杂交的直接点样法
斑点杂交或叫打点杂交（dot-blot hybridization），其主要特点是事先不用限制内切酶消化或用凝胶电泳分离核酸样品，操作简便，灵敏度高。一个点样品只含0.25～1pg的DNA也能检测到。但不知道杂交片段的大小（碱基对数）。
1．DNA的打点法（DNa Dot Blot）
（1）膜的处理：戴上干净手套，取出硝酸纤维膜，按需要剪成一定大小，量好各样点间距离，用软铅笔标记。
（2）DNA变性：将DNA溶液于1×TE（pH8.0）缓冲液中或蒸馏水中，取一定量DNA样品加于小塑料管中，在100℃沸水中煮10min，迅速入冰水中。
（3）点样：用塑料或硅化玻璃或微量加样器取1～5μl变性DNA，将滴管放在硝酸纤维膜上，使DNA慢慢吸在滤膜上，点样完后凉干。
（4）固定：将凉干的滤膜夹在滤纸中，于80℃干烤2～3h，然后进行杂交。
2．RNA的打点法（RNa Dot Blot）
（1）膜的处理：同DNA的打点法。
（2）RNA变性：将提取的RNA与50μl 20×SSC/甲醛（30μl 20×SSC加20μl甲醛）混合，65℃水浴15min。
（3）点样：同DNA的打点法。
（4）固定：同DNA的打点法。
（二）DNA的吸印转移法（Southern Blot）
DNA经过限制性内切酶消化和凝胶电泳后，放入碱性溶液中使其变性，将变性后的单链DNA从凝胶中按原来位置和顺序用滤纸吸印转移到硝酸纤维膜上，然后再与标记探针杂交。此方法比较准确地保持了特异DNA序列在电泳图谱中的位置，而且能测定分子量。
试剂：变性液：0.5mol/L NaOH, 1.5mol/L NaCl
中和液：1mol/l Tris-HCl, 1.5mol/L NaCl pH8.0
20×SSC:0.3mol/L柠檬酸钠，3mol/l NaCl
1．电泳 取DNA约5μg加限制性内切酶进行酶切，电泳鉴定酶切完全后，取酶消化后的DNA点样于0.8%～1.2%的凝胶上，以0.8～1V/cm电压电泳过夜，在溴酚蓝离凝胶前缘0.5cm处停止电泳。将电泳后的凝胶翻转，紫外灯照射10～20min后拍照。
2．变性与中和 将电泳后的凝胶放入变性液中25℃振荡60min。蒸馏水洗胶1min，将凝胶放入中和液中25℃振荡60min。
3．转移 取托盘一只，放入10×SSC溶液约500～1000ml，托盘上搭一块比凝胶稍宽的长方形玻璃，取一长方形Wateman paper（滤纸）搭在桥上，两边浸入10×SSC溶液中，仔细去掉玻璃与滤纸之间的气泡（用玻棒在滤纸上滚动）。将凝胶放在滤纸上，去掉凝胶与滤纸之间的气泡。将硝酸纤维膜放入2×SSC溶液中浸湿后放在凝胶上（如NC膜浸湿不均匀，则考虑更换NC膜，操作时手切勿触及NC膜），去掉凝胶与NC膜之间的气泡。将一张滤纸（长和宽均比NC膜小1mm）放在NC膜上，仔细去掉气泡。将吸水纸切成与滤纸大小，重叠放在滤纸上，再压一重物约500～1000g。转膜24h，中间更换吸水纸。
图23-7 Southern转膜示意图
4．固定 用2×SSC溶液洗膜5min去掉残余凝胶，让膜自然凉干。将凝胶放入EB液中30min，取出在UV灯下观察是否有DNA残余。80℃烤膜2h，然后将膜封入塑料袋进行杂交。
（三）RNA的吸印转移法（Northern blot）
在RNA凝胶电泳之前，先用乙二醛等变性剂处理RNA，再在适宜条件下电泳使充分变性的RNA直接吸印到硝酸纤维膜上。固定后除去变性剂，然后进行杂交。
试剂：
乙二醛：4mol/L（约为30%），经过阴阳离子交换树脂纯化，使pH为5.5～6.0
磷酸缓冲液：80mmol/L pH6.5～7.0
磷酸缓冲液：10mmol/L pH6.5～7.0
Tris-HCl:20mmol/L pH7.8
二甲基亚砜：分析纯
20×SSC：0.3mol/L柠檬酸钠，3mol/l NaCl
1.RNA变性 吸取1μl 80mmol/L磷酸缓冲液，1μl RNA样品（最多100μg），2μl，4mol/l 乙二醇，4μl二甲基亚砜。混匀后，50℃水浴1h，然后放入冰中。
2．电泳 变性结束后，加入含有50%甘油的10mmol/L磷酸缓冲液2μl和少量溴酚蓝，混匀后点样于1.0%的凝胶上，以4～5V/cm电压电泳。凝胶电泳液为10mmol/L磷酸缓冲液，pH6.5～7.0。
3．转移 变性处理后的RNA可以转移并结合到硝酸纤维膜上，转移过程和转移变性与DNA相同。
4．固定 用20×SSC转移RNA。膜夹在两层干净滤纸中凉干后，80℃烤膜2h
5．乙二醛附加物消除 RNA膜固定后，放入20mmol/l Tris-HCl中，100℃处理5～10min，去除乙二醛，然后进行杂交。
（四）硝酸纤维膜固相杂交
核酸样品经过直接点样或转移到硝酸纤维膜上，固定后，可以进行杂交反应。在杂交溶液中，硝酸纤维膜上变性的核酸样品和变性后的探针在一定的条件下形成双链杂交核酸分子。然后进行酶标显色。
试剂及操作方法见本节 三。
五、真核细胞基因组DNA的制备
从不同组织细胞或血细胞中提取DNA是进行基因诊断的先决条件。制备DNA的原则是既要将蛋白质、脂类、糖类等物质分离干净，又要保持DNA分子的完整。蛋白酶K的应用使这两个原则得到了保证。在提取DNA的反应体系中，SDS是离子型表面活性剂，主要作用是：（1）溶解膜蛋白而不破坏细胞膜；（2）解聚细胞中的核蛋白；（3）与蛋白质结合，使蛋白质变性而沉淀下来。蛋白酶K可将蛋白降解成小的多肽和氨基酸，使DNA分子尽量完整地分离出来。具体方法如下：
（一）白细胞DNA的制备
（1）采集外周静脉血10ml，加1.7ml ACD（柠檬酸0.48g、柠檬酸钠1.32g、葡萄糖1.47g、加水至100ml,0.6kg/cm2灭菌30min）抗凝。
（2）将血液放入已灭菌的50ml塑料离心管内，加30mlSTMT[0.32mol/L蔗糖、10mmol/l Tris-HCl(pH7.5)、5mmol/L MgCl2、1%Triton –X 100]，轻轻上下振荡至透明，红细胞完全溶解。
（3）冰浴10min，离心，3000rpm，10min。弃上清，STMT重复处理1～3次。
（4）弃上清，白色沉淀物加10ml STE[0.1mol/L NaCl、10mmol/l Tris-HCl(pH8.0)、1mmol/L EDTA(pH8.0)]，先少量，充分混匀，然后加10mg/ml蛋白酶K100μl，20%SDS30μl，摇匀，置37℃水浴15～20h。
（5）用等体积饱和酚抽提，3000rpm离心5min。
（6）用大口钝缘吸管小心吸取上层水相，加饱和酚和氯仿-异戊醇（24：1）抽提，3000rpm离心5min 。
（7）小心吸取上层水相，用等体积氯仿-异戊醇（24：1），抽提，3000rpm离心5min。
（8）小心吸取上层水相，加入1/10体积3mol/l NaAc,2.5体积预冷无水乙醇混匀，-20℃过夜。
（9）将白色絮状沉淀物用玻璃棒挑出，放入Eppendorf管内，加1ml 75%乙醇4℃静置1h，离心，10000rpm 10min。
（10）弃上清，用蜡膜将管口封好，针刺数个小孔，真空抽提（10～15min）。
（11）加200μl 1×TE溶解，置4℃保存。
（12）对所提DNA用紫外分光光度计进行定量和纯度检测。
（13）取2～4μl DNA样品，经琼脂糖凝胶（Agarose）电泳，检查所提DNA的质量及降解情况。
（二）组织DNA的制备
（1）将200mg组织在冰浴条件下用消毒剪刀充分剪碎，加4ml 1×RSB缓冲液（10mmol/L Tris, pH7.4;10mmol/l NaCl;25mmol/L EDTA,pH7.4）放入10ml带盖的塑料管中。
（2）加SDS至浓度为1%（可加0.4ml10%SDS），混匀。由于DNA从核中释放出来，样品变得粘稠。
（3）加10mg/ml蛋白酶k 44μl，终浓度为100μl/ml，37℃保温1～3d，直到组织完全解体。中间可振动样品管几次。加0.4ml 5mol/L NaCl。
（4）用等体积饱和酚、1/2体积饱和酚和1/2体积氯仿-异戊醇及等体积氯仿-异戊醇（24：1）各抽提一次，3000rpm离心5min，用大口钝缘吸管小心吸取上层水相。
（5）加2.5倍体积预冷无水乙醇沉淀DNA。用一玻璃棒收集白色纤维丝状的大片段DNA，并移入一新管，吸干DNA中的无水乙醇。
（6）DNA溶于4ml 0.1×SSC中，4℃过夜可作进一步纯化。
（7）加20μl RNase A(10mg/ml),37 ℃保温5h。加0.4ml 5mol/L NaCl。
（8）同上法用饱和酚、氯仿-异戊醇抽提，乙醇沉淀离心，弃上清。
（9）75%乙醇洗涤2次，离心，弃上清，真空抽干。适量1×TE溶解，保存在4℃。
六、转移基因
最常用的将克隆重组的DNA片段导入哺乳动物细胞的方法是用磷酸钙介导的转染。转染的DNA可能是通过吞饮作用进入细胞质，然后进行细胞核。
（1）配制下列溶液
①2×HEPES-缓冲盐溶液（HBS）
②2mol/L CaCl2
③0.1×TE(pH8.0)用0.22μm滤器过滤除菌，分装贮存于4℃。
④DNA：将DNA（约20μg/106细胞）溶于0.1×TE（pH8.0），使用浓度为40μg/ml。为使转化效率达到最高，质粒DNA应用CsCl-溴化乙锭密度梯度平衡离心法纯化。如果所用DNA量较少，应加入载体DNA将DNA浓度调至40μg/ml。实验室制备的真核载体DNA转染效率通常要比商品化的牛胸腺DNA、鲑鱼精DNA高。载体DNA用前应通过乙醇沉淀或氯仿抽提进行灭菌。
（2）转染前24h用胰蛋白酶进行消化以获得对数生长期的细胞，以1～2×105细胞/cm2的密度重新种入60mm组织培养皿中。在37℃、5%～7%CO2及一定湿度的培养箱中培养20～24h。
（3）每转染一个60mm培养皿中的单层细胞，须依如下方法制备磷酸钙-DNA共沉淀物：取步骤一所制备的DNA[40μg/ml，溶于0.1×TE(pH8.0)]220μl,2×HBs 250μl,放入一次性使用的灭菌5ml塑料管中，缓慢加入31μl 2mol/l 氯化钙（温和混合30s左右）。于室温育20～30min，其间将形成细小沉淀。温育结束时，用吸管将混合液吹打一次，使沉淀物悬浮。
通常采用的另一方案是将氯化钙和DNA的稀释混合液加入2×HBS溶液中，逐滴加入并小心混合250μl按步骤一制备并溶于氯化钙（250mmol/L）的DNA。按照前述方法温育之。
如果需要转染更为大量的细胞，上述两种反应混合液的体积均可翻一番或翻两番。如果体积翻两番，则须使用更大的塑料管，一般在25cm2细胞培养瓶或60mm细胞培养皿上，可将0.5ml磷酸钙-DNA共沉淀物加入5ml培养液中，而在90mm细胞培养皿上，一般将1ml沉淀物加入10ml培养液中。
已经发表的方案中，混合各组分的方式与速率大不相同。其中有一些认为除了温和振摇之外，其它措施均无济于事，并建议用电动移液装置吹出的空气来混合溶液。其它一些方案则规劝在加入DNA溶液时连续而缓慢地混匀，然后再温和振荡。其目的是为了避免急速形成粗沉淀物，以致降低转化效率。实际上，除了混合的速度之外，还有其它若干因素包括DNA的浓度和大小（让高分子量DNA从细针头中通过，可将之剪切变小）、缓冲液的精确pH（有些工作者配制了几批pH范围从6.95至7.1不等的HBS缓冲液，逐批试验沉淀物的质量及转染效率）。如果必须使转染效率达到最高，就要花时间针对特定的系统优化上述几种因素。一旦得到一批灵验的试剂，只需依照前面方法进行配制和贮存，即可在长期内获得可重复的结果。
（4）将磷酸钙-DNA悬液转移至细胞单层上的培养液中[在60mm培养皿中，可将0.5ml悬液加入5ml培养液中]，轻轻左右晃动一下培养皿使培养液得以混合，此时可见培养液成黄橙色浑浊状。另一方法是吸出培养液，直接把沉淀物加到细胞上，将细胞置于室温温育15min，然后再将培养液加回到培养皿中，此时细胞上有许多细小颗粒。采用以上两种方法，都要在37℃、5%～7%CO2及一定湿度的培养箱中将转染细胞培养长达24h[时间的长短取决于后续处理步骤的不同，见步骤（5）]。
（5）然后，转染细胞可依以下任一种方法处理：
①如果不进行其它处理（如用氯喹、甘油或丁酸钠等试剂处理，见后），可在细胞培养16～24h后，吸出培养液和沉淀物，用PBS将单层细胞再洗一次。然后按下述③d操作。
②在许多情况下，同时用氯喹处理细胞，可提高DNA摄入率。氯喹可能是通过抑制溶酶体水解酶类对DNA的降解而起作用的。氯喹浓度及其处理时间不能超越细胞对其毒性作用的耐受能力。因此必须通过预实验来决定适于所用特定型别细胞的最佳氯喹浓度。但对于大部分型别的细胞，用终浓度为100μmol/L的氯喹处理3～5h，都可取得良好效果。可在磷酸钙-DNA共沉淀物加入细胞之前或之后（见步骤（4）介绍的其它方法），直接将氯喹二磷酸贮存液（过滤除菌并贮于-20℃用金属泊密封的管中，100mmol/L）稀释（1：100）于培养液中。在氯喹处理过程中，细胞呈现泡状是正常的。经用DNA和氯喹处理3～5h后，弃去培养液和沉淀，用PBS洗，然后按下述d操作。
③用甘油短暂处理细胞，同样可提高转化效率或导入DNA的瞬时表达水平。这一步骤可以在氯喹处理之后进行。由于不同细胞对甘油的毒性作用的敏感性相差悬殊，因此每种型别的细胞都必须通过预实验决定最佳处理时间（从30s至3min）。耐受甘油的细胞可以暴露于含磷酸钙-DNA共沉淀物（含或不含氯喹）的生长液3～5h后进行休克。
a. 吸出生长液，用PBS将单层细胞洗1次；
b.在单层细胞中加入1.5ml溶于1×HBS的15%甘油，在37℃培养0.5～3min；
c.吸出甘油，用PBS将单层细胞洗1次；
d.加入5ml预加温的完全生长液，放入培养箱中继续培养24～60h后，检测DNA的瞬时表达或将细胞重新种入适当的选择性培养基中，分离稳定的转化体。
④业以表明，丁酸钠也可以在猴源和人源细胞中增强带SV40早期启动子/增强子的重组质粒的表达。可直接在生长液中加入有关试剂，也可以使经过甘油休克的细胞接受丁酸钠处理。须视细胞型别的不同，采用不同浓度的丁酸钠（500mmol/L贮存液，在化学通风橱中用NaOH中和丁酸制备而成），例如：
CV-1 10mmol/L
NIH-3T3 7mmol/L
HelaS3 5mmol/L
CHO 2mmol/L
不加完全生长液，然后重复步骤d。
（6）转移基因表达和细胞集落形成
①瞬时表达：在转染后48～60h收获细胞，进行RNA或DNA杂交分析。新合成的蛋白质可以用放射免疫测定Western印迹，体内代谢标记－免疫沉淀或者细胞提取液中酶活性的测定等方法来进行分析，如果测定中有重复品或者转染细胞要经过多种不同条件或在一段时间历程以内取不同时间进行处理，就要避免皿与培养皿之间转染效率的偏差。在这些情况下，最好转染大片的单层细胞（90mm培养皿），培养24h后用胰蛋白酶进行消化，再分接到若干较小的培养皿上。
②稳定转化：在非选择性培养基中培养18～24h，使所转移基因得到表达之后，用胰蛋白酶消化细胞，种入适当的选择性培养基中。这种培养基在2～3周内每2～4d须更换1次，以便除去死细胞残骸并使抗性细胞集落得以生长。
可以克隆单个细胞集落，增殖后进行测定。可以用冰预冷的甲醇将仍保留在培养皿内的细胞固定15min，再于室温用10%Giemsa染色15min，最后用自来水冲洗，这样即可得到细胞集落数的永久记录。Giemsa染液可用PBS或水现用现配，并用Whatman 1号滤纸过滤。
重新接种细胞以便取得分隔良好的细胞集落所要求稀释倍数，主要由稳定转化的效率来决定。这一效率可以相差若干个数量级，它起决于：a.受体细胞的型别（即使同一细胞系，克隆不同或传代数不同，也表现出显著差异）；b.导入基因的特性及其转录调控信号强弱；c.转染中所用供体DNA的量
