核酸的分离与提纯是分子生物学、生物医学探究及临床检测等范畴中至关重要的基础实验环节。其核心目标是从各类样本(例如血液、组织、细胞、病毒等)中分离并获取高纯度的DNA或RNA,为后续实施PCR扩增、基因测序、分子杂交、芯片检测等多种实验奠定基础。
实验操作原理
1、裂解环节:
首先,样本需经由物理与化学手段进行裂解。物理手段可能涵盖研磨、超声波破碎等,旨在破裂细胞膜,释放细胞内部的核酸。
化学试剂,如十二烷基硫酸钠(SDS)、酚/氯仿混合物、异戊醇等,则用于摧毁细胞结构,溶解蛋白质,并辅助将核酸与蛋白质、脂质及其他杂质分离开来。
2、除蛋白环节:
接下来,通过添加蛋白酶K来消化蛋白质,从而降低蛋白质对核酸的污染。
利用酚/氯仿抽提或离心柱技术,基于相分离原理,将核酸转移至水相,而蛋白质、多糖及其他有机物则主要分布于有机相。
3、沉淀与清洗环节:
通常,会采用乙醇或异丙醇在适宜条件下使核酸沉淀。
沉淀后,需用高浓度乙醇进行多次清洗,以去除盐分及其他残留的小分子杂质。
4、干燥与溶解环节:
将核酸沉淀彻底干燥后,使用无RNA酶/DNA酶的水或缓冲液进行溶解。
对于RNA的提取,还需额外添加RNA酶抑制剂,以防止RNA被降解。
5、提纯环节:
可采用离心柱结合硅胶膜吸附技术或磁珠分离技术,通过特定的洗脱条件,有选择地捕获并洗脱核酸。
若需进一步提升纯度,可通过柱层析、聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)切胶回收等手段来实现。
实验注意事项
一、操作要点
1. 确保所有实验材料与设备均保持无菌状态且无核酸酶活性。
2. 所有操作步骤均需在冰上完成,以延缓核酸的降解过程。
3. 裂解液需与样品充分混合,以确保样品完全裂解。
4. 抽提过程中需严格控制时间、温度及离心力等参数。
5. 在RNA提纯时,需特别注意避免DNA的污染,可加入DNA酶进行处理。
二、特别提醒
1. 根据样本类型的不同,需灵活调整裂解方法及裂解液配方。
2. 进行酚/氯仿抽提时,需注意其毒性与挥发性,操作应在通风良好的环境中进行。
3. 避免核酸的反复冻融,以防止其降解。
4. 核酸的浓度与纯度检测:利用紫外分光光度计测定OD260/OD280比值来评估纯度,而OD260/OD230则可用于评估样品中有机污染物的残留情况。
5. 核酸应储存在-20℃至-80℃的低温冰箱中,并尽快使用以保持其最佳活性。
实验操作原理
1、裂解环节:
首先,样本需经由物理与化学手段进行裂解。物理手段可能涵盖研磨、超声波破碎等,旨在破裂细胞膜,释放细胞内部的核酸。
化学试剂,如十二烷基硫酸钠(SDS)、酚/氯仿混合物、异戊醇等,则用于摧毁细胞结构,溶解蛋白质,并辅助将核酸与蛋白质、脂质及其他杂质分离开来。
2、除蛋白环节:
接下来,通过添加蛋白酶K来消化蛋白质,从而降低蛋白质对核酸的污染。
利用酚/氯仿抽提或离心柱技术,基于相分离原理,将核酸转移至水相,而蛋白质、多糖及其他有机物则主要分布于有机相。
3、沉淀与清洗环节:
通常,会采用乙醇或异丙醇在适宜条件下使核酸沉淀。
沉淀后,需用高浓度乙醇进行多次清洗,以去除盐分及其他残留的小分子杂质。
4、干燥与溶解环节:
将核酸沉淀彻底干燥后,使用无RNA酶/DNA酶的水或缓冲液进行溶解。
对于RNA的提取,还需额外添加RNA酶抑制剂,以防止RNA被降解。
5、提纯环节:
可采用离心柱结合硅胶膜吸附技术或磁珠分离技术,通过特定的洗脱条件,有选择地捕获并洗脱核酸。
若需进一步提升纯度,可通过柱层析、聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)切胶回收等手段来实现。
实验注意事项
一、操作要点
1. 确保所有实验材料与设备均保持无菌状态且无核酸酶活性。
2. 所有操作步骤均需在冰上完成,以延缓核酸的降解过程。
3. 裂解液需与样品充分混合,以确保样品完全裂解。
4. 抽提过程中需严格控制时间、温度及离心力等参数。
5. 在RNA提纯时,需特别注意避免DNA的污染,可加入DNA酶进行处理。
二、特别提醒
1. 根据样本类型的不同,需灵活调整裂解方法及裂解液配方。
2. 进行酚/氯仿抽提时,需注意其毒性与挥发性,操作应在通风良好的环境中进行。
3. 避免核酸的反复冻融,以防止其降解。
4. 核酸的浓度与纯度检测:利用紫外分光光度计测定OD260/OD280比值来评估纯度,而OD260/OD230则可用于评估样品中有机污染物的残留情况。
5. 核酸应储存在-20℃至-80℃的低温冰箱中,并尽快使用以保持其最佳活性。