核酸分离与纯化

核酸提取经典方法
核酸提取是分离和纯化生物样本中的核酸分子的过程。

经典的核酸提取方法通常包括以下步骤：
1. 细胞破碎和裂解：将细胞或组织样本破碎和溶解，以释放核酸。

常用的方法包括机械破碎、化学裂解和酶裂解等。

2. 蛋白质去除：将裂解后的样品进行蛋白酶处理，以去除蛋白质等杂质。

可使用蛋白酶K处理、苯酚/氯仿法或硅胶膜法等。

3. 酒精沉淀：通过加入适量的醇类，如乙醇或异丙醇，使核酸沉淀下来。

通常会加入盐类，如氯化钠或乙酸钠，以调节溶液的离子浓度。

4. 洗涤：将核酸沉淀物进行洗涤，以去除沉淀物中的杂质。

常用的洗涤方法包括乙醇洗涤法、酚/氯仿洗涤法或硅胶膜洗涤法。

5. 溶解：将洗涤后的核酸沉淀溶解于适当的缓冲液中，以得到高纯度的核酸。

常用的溶解缓冲液包括Tris-HCl缓冲液或无酶水。

上述方法是常见的经典核酸提取方法，但随着科学技术的发展，现代的核酸提取方法也在不断改进和更新，以提高提取效率和纯度。

如今，还有各种基于磁珠、
膜片、筛膜、电泳和自动化设备等的高通量、高效、自动化的核酸提取方法被广泛应用于科学研究和临床诊断。

作者单位:518000深圳市人民医院检验医学部微生物室(唐曙明、何林);524023湛江,广东医学院生化教研室(周克元)・讲座・核酸分离与纯化的原理及其方法学进展唐曙明　何林　周克元 【关键词】　核酸;　分离与纯化;　核酸提取 核酸的分离与纯化技术是生物化学与分子生物学的一项基本技术。

随着分子生物学技术广泛应用于生物学、医学及其相关等领域,核酸的分离与纯化技术也得到进一步发展。

各种新方法、经完善后的传统经典方法以及商品试剂方法的不断出现,极大地推动了分子生物学的发展。

现就核酸分离与纯化的原理及其方法学进展作一综述。

核酸分离与纯化的原则核酸在细胞中总是与各种蛋白质结合在一起的。

核酸的分离主要是指将核酸与蛋白质、多糖、脂肪等生物大分子物质分开。

在分离核酸时应遵循以下原则:保证核酸分子一级结构的完整性;排除其他分子污染。

核酸分离与纯化的步骤大多数核酸分离与纯化的方法一般都包括了细胞裂解、酶处理、核酸与其他生物大分子物质分离、核酸纯化等几个主要步骤。

每一步骤又可由多种不同的方法单独或联合实现。

1.细胞裂解:核酸必须从细胞或其他生物物质中释放出来。

细胞裂解可通过机械作用、化学作用、酶作用等方法实现。

(1)机械作用:包括低渗裂解、超声裂解、微波裂解、冻融裂解和颗粒破碎等物理裂解方法。

这些方法用机械力使细胞破碎,但机械力也可引起核酸链的断裂,因而不适用于高分子量长链核酸的分离。

有报道超声裂解法提取的核酸片段长度从<500bp ～>20kb之间,而颗粒匀浆法提取的核酸一般<10kb。

(2)化学作用:在一定的p H环境和变性条件下,细胞破裂,蛋白质变性沉淀,核酸被释放到水相。

上述变性条件可通过加热、加入表面活性剂(SDS、Triton X2100、Tween20、N P240、CTAB、sar2 cosyl、Chelex2100等)或强离子剂(异硫氰酸胍、盐酸胍、肌酸胍)而获得。

而p H环境则由加入的强碱(NaO H)或缓冲液(TE、STE等)提供。

核酸分离与纯化的技术路线与原则核酸包括DNA 、RNA两类分子，在细胞内均与蛋白质结合成核蛋白。

真核生物基因组中，95%DNA 为双链线性分子，存在于细胞核中，5%为双链环状分子，存在于细胞器中；原核生物DNA 及质粒DNA 为双链或单链环状分子；RNA 为单链线性分子，主要存在于细胞质中。

DNA 与RNA 性质的不同导致对其分离与纯化的条件也不相同。

一、核酸分离与纯化的原则(1)保证核酸一级结构的完整性。

生物的遗传信息全部贮存在核酸一级结构中，而且核酸的一级结构还决定其高级结构的形式及和其他大分子结合的方式。

所以，所提取的核酸一级结构的完整性直接影响着后续实验中对其结构与功能研究的质量。

因此，在制备核酸的过程中，要做到：尽量简化操作程序，缩短提取过程；避免过酸、过碱等化学因素对核酸链中磷酸二酯键的破坏，在pH 值4～10条件下进行操作；操作时动作要轻缓，提取的样品小包装保存，以免诸多的物理因素对核酸的降解；避免细胞内及环境中核酶对核酸的生物性降解。

(2)排除其他生物大分子的污染，如蛋白质、多糖和脂类分子的污染应尽可能降低到最低程度，特别是提取DNA 分子时应除去RNA 分子，反之亦然。

(3)排除核酸样品中有机溶剂和过高浓度的金属离子。

二、分离与纯化的技术路线(一)核酸的释放通常情况下DNA 及RNA 均位于细胞内，因此核酸分离与纯化的第一步就是制备单个细胞，再破碎细胞，从而释放核酸。

破碎细胞的方法包括机械法与非机械法两大类。

机械法又可分为液体剪切法与固体剪切法；非机械法可分为干燥法与溶胞法。

由于溶胞法采用适宜的化学试剂与酶，能有效地裂解细胞，方法温和，能保证较高的核酸获得率，并能较好地保持核酸的完整性，从而得到广泛的应用。

(二)核酸的分离与纯化利用核酸与其他物质性质上的差异，可以分离与纯化核酸。

这种差异包括细胞定位与组织分布上的差异，物理、化学性质上的不同，以及各自独特的生物学特性。

操作过程中，既可以从复杂样品中抽提出核酸分子，也可以将样品中的非核酸成分(非核酸的生物大分子、非需要的核酸分子及在操作过程中加入的溶液与试剂)逐步清除。

核酸分离纯化方法
核酸分离纯化方法包括以下几种常用方法：
1. 酚酸法（Phenol-Chloroform Extraction）：通过酚酸混合液溶解蛋白质，然后进行醚抽提，可分离出核酸。

该方法通常用于大量样品的纯化。

2. 高盐法（Salt Precipitation）：通过加入高浓度盐溶液，如氯化钠，使核酸在低温下形成沉淀，然后离心分离。

3. 硅胶柱法（Silica Column）：将核酸样品通过硅胶柱，利用硅胶对核酸的亲合性，使核酸固定在柱中，通过洗脱剂洗脱纯化的核酸。

4. 钠离子交换柱法（Sodium Ion Exchange Column）：利用柱内载体对核酸的亲合性，在一定的钠离子浓度下，核酸与载体结合，通过洗脱缓冲液洗脱纯化的核酸。

5. 凝胶电泳法（Gel Electrophoresis）：利用电场作用，将核酸样品在凝胶上进行分离和纯化。

根据核酸的大小，可选择琼脂糖凝胶电泳或聚丙烯酰胺凝胶电泳。

核酸分离纯化的技术原理核酸提取是核酸检测实验的第一步，也是最关键的一步。

核酸提取的纯度、产量和质量是影响下游实验的关键。

核酸提取主要有两个步骤，分别是裂解和纯化，其中，裂解的目的是通过各种方法裂解细胞，将核酸释放到溶液中，纯化的目的则是将核酸分子从裂解液中特异性地分离出，从而避免裂解液中原有的蛋白分子、脂类、糖类、多肽、其他有机或无机分子对后续核酸检测实验的干扰。

在核酸提取过程中还应遵循以下原则：保证核酸分子一级结构的完整性；去除其他污染分子。

一、液相核酸分离纯化技术（一）胍硫氰酸酚-氯仿提取法盐类通常是核酸样本中最常见的杂质成分，因此，在将核酸样本进行下游处理和分析前，通常需要去除盐类成分。

因此，通常需一或多个分离和（或）纯化步骤来使样本脱盐。

核酸纯化的常规步骤包括细胞裂解，该步骤通过破坏细胞结构而形成细胞裂解液，同时灭活包括DNA酶和RNA酶在内的细胞内源性核酶，并最终从细胞碎片中获得纯净的核酸样本。

有机溶剂-苯酚-氯仿提取法正是基于上述原理最常见的核酸经典提取方法之一。

苯酚-氯仿-异丙醇按照一定比例混合后（即：25∶24∶1）可抵制RNA酶活性，从而克服单用苯酚无法抑制RNA酶活性的不足。

蛋白、脂质、碳水化合物和细胞碎片可通过提取苯酚和氯仿有机试剂混合物的水相而去除。

含有DNA样本的水相可通过加入2∶1或1∶1比例的乙醇或异丙醇沉淀，最后，沉淀下来的DNA用70%乙醇洗涤并最后溶解于TE缓冲液或无菌去离子水中。

异硫氰酸胍（guanidinium isothiocyanate）用于RNA提取的方法最早见于1977年，但是，由于该方法比较繁琐，后来逐步被称之为胍硫氰酸酚-氯仿提取法（guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction）代替，该方法可一步完成RNA提取。

其基本原理是：硫氰酸胍是蛋白质强变性剂，能裂解组织细胞，释放RNA，抑制RNA酶的活性，同时与RNA形成可溶性复合物，经过酚-氯仿抽提，使RNA 与组织中的DNA和蛋白质分离开，达到分离提取总RNA的目的。

简述核酸分离纯化的主要步骤。

大家好，今天我们来聊聊核酸分离纯化这件事。

说到这个话题，很多人可能会觉得这就像是从泥巴里找金子，难得不得了，但其实只要掌握了步骤，简直就像是在玩一场化学版的捉迷藏。

核酸分离纯化是为了从各种样本中提取出我们的DNA或RNA，并且把它们从其他杂质中清理出来。

要做到这一点，我们得一步步来，每一步都不容马虎。

接下来，就让我带大家一起走进这个过程，看看如何让这些细小的分子从一堆混乱中脱颖而出。

2. 主要步骤详解2.1 样本准备首先，咱们得从头开始，准备好样本。

想象一下，我们要从一杯混合果汁中找出果肉，首先就得把这杯果汁倒进一个干净的容器里。

具体来说，我们通常会从细胞中提取核酸，所以需要将细胞破碎以释放出核酸。

这个过程就像是在打开一罐罐头，一切都要小心翼翼。

为了让细胞破裂，我们会用到一些化学试剂或者物理方法，比如用研磨机或者超声波处理。

就像是把一个充满秘密的小盒子打开，里面的核酸就这样被释放了出来。

2.2 核酸提取一旦细胞被破坏，释放出的核酸就是我们接下来要处理的对象。

这时候我们需要把这些核酸从其他杂质中分离出来。

这个步骤就像是在海滩上捡贝壳，我们需要把那些不起眼的沙子和海藻去掉，剩下的才是我们真正想要的。

核酸提取的方法有很多，比如利用试剂盒或者化学溶液。

常见的有酚氯仿提取法和柱纯化法。

酚氯仿法就像是用一招老派的武功，把核酸和蛋白质分开，而柱纯化法则像是用现代化的设备，让核酸在特定的柱子上游刃有余地被吸附下来。

2.3 核酸纯化好啦，提取出核酸之后，接下来就是纯化了。

纯化这一步，就像是用细网筛选掉杂质，只留下最珍贵的部分。

我们通常会使用一些化学试剂来清洗掉剩余的杂质，比如盐、酒精等。

这个过程有点像给你的衣服做干洗，把那些不干净的部分都清理干净。

纯化的目的是为了确保你得到的核酸足够干净，以便后续的实验能顺利进行。

3. 检测与保存3.1 检测最后一步，我们得检测一下核酸的质量，看看它是不是达到了要求。

核酸提取的原则核酸提取是生物学实验中常用的一项技术，它是从生物样本中分离纯化核酸的过程。

核酸提取的原则主要包括细胞破碎、蛋白质去除、核酸纯化等步骤。

在进行核酸提取前，需要确保生物样本的质量良好。

样本可以是细胞、组织或体液等，其中细胞和组织需要经过机械方法或化学方法进行破碎，以释放细胞内的核酸。

而体液样本则需要离心等方法去除杂质，以得到纯净的核酸。

核酸提取的过程中需要去除蛋白质等杂质。

蛋白质是核酸提取中的主要干扰物质之一，如果不去除，会对后续实验产生干扰。

一般可以通过蛋白酶的作用或有机溶剂的加入，使蛋白质发生沉淀或溶解，从而去除蛋白质。

在蛋白质去除后，就需要对核酸进行纯化。

核酸纯化的方法有很多种，常用的包括酚/氯仿提取法、硅胶柱层析法、离心管柱纯化法等。

其中，酚/氯仿提取法是一种常用的经典方法，通过酚酸和氯仿的相分离原理，将核酸从其他杂质中分离出来。

硅胶柱层析法则是利用硅胶对核酸的亲和性，通过样品在硅胶柱上的吸附、洗脱等步骤，实现对核酸的纯化。

离心管柱纯化法则是通过离心管柱中的膜过滤器，将核酸分离和纯化。

在核酸提取的过程中，还需要注意一些细节。

首先，实验操作要严格无菌，以避免外源性DNA或RNA的污染。

其次，在纯化过程中，要避免核酸的降解。

核酸容易受到核酸酶的降解，因此需要在提取过程中加入核酸酶抑制剂，保护核酸的完整性。

此外，还需要对提取的核酸进行定量和质量检测，以确保提取得到的核酸质量优良，适合后续实验的需求。

总结一下，核酸提取的原则主要包括细胞破碎、蛋白质去除和核酸纯化等步骤。

在实验中需要注意无菌操作、核酸降解的保护和核酸质量的检测。

通过遵循这些原则，可以获得高质量的核酸样品，为后续的实验提供可靠的基础。

核酸提取与纯化引言核酸提取与纯化是生物学研究中常用的操作步骤之一。

核酸提取是指从生物样本中分离出DNA或RNA分子，纯化则是指将提取得到的核酸分子除去杂质，获得纯净的核酸样品。

本文将介绍核酸提取与纯化的基本原理、常用方法以及注意事项。

核酸提取原理核酸提取的基本原理是利用生物样本中DNA和RNA分子与其他组分（如蛋白质、细胞壁等）之间的化学或物理性质的差异，将核酸分子从样本中分离出来。

常见的提取方法有有机溶剂法、盐析法和离心法等。

有机溶剂法有机溶剂法是一种常用的核酸提取方法。

其原理是利用有机溶剂（如酚-氯仿混合液）与生物样本中的其他组分之间的亲和性差异，将核酸分子从样本中提取出来。

这种方法操作简单，适用于提取DNA和RNA。

具体操作步骤如下：1.准备生物样本，如细胞培养物或组织样本。

2.加入细胞裂解缓冲液，破坏细胞膜、核膜等结构，释放核酸分子。

3.加入酚-氯仿混合液，与细胞裂解液混合，形成两相体系。

4.离心分离两相，核酸分子会在有机相中分配到有机相中，而其他杂质会在水相中。

5.取出有机相，加入异丙醇或乙醇等沉淀剂，沉淀核酸分子。

6.离心沉淀，弃去上清液。

7.用乙醇洗涤沉淀，去除残留的盐和有机溶剂。

8.干燥沉淀，加入适量的去离子水溶解核酸。

盐析法盐析法是利用核酸分子与盐溶液中的离子交互作用的原理进行分离。

该方法适用于高含量的核酸样本（如DNA或RNA）。

其操作步骤如下：1.准备生物样本，如细胞裂解液。

2.加入适量的盐溶液，使盐浓度达到一定程度。

3.离心分离沉淀，核酸分子会与高浓度盐溶液结合形成沉淀，而其他杂质会在上清液中。

4.取出沉淀，用盐溶液洗涤核酸，去除杂质。

5.干燥沉淀，加入适量的去离子水溶解核酸。

离心法离心法是一种快速分离核酸的方法。

其原理是利用离心力将核酸分子从样本中沉淀下来。

离心法适用于小样本量和快速提取的情况。

具体步骤如下：1.准备生物样本，如细胞裂解液。

2.加入高盐缓冲液，增加核酸与其他组分之间的亲和性差异。