核酸化学实验技术

核酸的提取与鉴定实验报告一、实验目的1、掌握从生物样本中提取核酸（DNA 或 RNA）的基本原理和方法。

2、学习使用各种试剂和仪器进行核酸提取的操作步骤。

3、了解核酸鉴定的常用方法及其原理。

4、培养实验操作技能和科学研究的严谨态度。

二、实验原理核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），是生物体遗传信息的携带者。

核酸提取的基本原理是利用细胞裂解液将细胞破碎，使核酸释放出来，然后通过一系列的物理和化学方法将核酸与其他细胞成分分离，最后得到纯度较高的核酸样品。

DNA 提取常用的方法有酚氯仿抽提法、盐析法等。

酚氯仿抽提法是利用酚和氯仿的混合液去除蛋白质，然后通过乙醇沉淀得到 DNA。

盐析法是利用高浓度的盐使蛋白质变性沉淀，从而分离出 DNA。

RNA 提取常用的方法有异硫氰酸胍法、Trizol 法等。

Trizol 法是基于异硫氰酸胍和酚的作用，能够有效地裂解细胞并抑制 RNA 酶的活性，从而提取出完整的 RNA。

核酸鉴定的方法主要有紫外分光光度法、琼脂糖凝胶电泳法等。

紫外分光光度法通过测定核酸在 260nm 和 280nm 处的吸光度值（A260 和 A280）来评估核酸的纯度和浓度。

A260/A280 的比值在 18 20 之间表示 DNA 纯度较高，在 19 21 之间表示 RNA 纯度较高。

琼脂糖凝胶电泳法则是根据核酸分子在电场中的迁移率不同来分离和鉴定核酸，DNA 分子在琼脂糖凝胶中迁移距离与分子量大小成反比，RNA 通常会呈现出 28S、18S 和 5S 三条带。

三、实验材料与仪器1、实验材料新鲜的动物组织（如肝脏、肌肉等）或培养的细胞。

大肠杆菌菌液。

2、实验试剂细胞裂解液（含蛋白酶 K）。

酚氯仿混合液（酚：氯仿＝ 1:1）。

无水乙醇、75%乙醇。

3M 醋酸钠（pH 52）。

Trizol 试剂。

异丙醇。

RNA 酶抑制剂。

琼脂糖。

50×TAE 电泳缓冲液。

核酸染料（如 EB 或 GelRed）。

核酸的定性分析【目的】1 ．掌握测定核酸的组成从而定性分析 DNA 或 RNA 的方法。

2 ．熟悉测定核酸的组成从而定性分析 DNA 或 RNA 的原理。

【原理】RNA 和 DNA 均可被硫酸水解生成含氮碱（嘌呤碱与嘧啶碱）、戊糖（ RNA 中的核糖与 DNA 中的脱氧核糖）和磷酸。

水解产物可用下列方法鉴定。

1 ．嘌呤碱的鉴定原理嘌呤碱在弱碱性环境中能与硝酸银作用形成嘌呤银化合物。

初为乳白色，稍放久为浅灰褐色絮状物。

2 ．核糖的鉴定原理核糖经浓盐酸或浓硫酸作用，脱水生成糠醛，后者能与 3 ， 5- 二羟甲苯缩合形成鲜绿色化合物。

该反应需三氯化铁作为催化剂。

3 ．脱氧核糖的鉴定原理脱氧核糖在浓酸中脱水生成ω- 羟基γ- 酮基戊醛，后者与二苯胺作用生成蓝色化合物。

4 ．磷酸的鉴定原理定磷试剂中的钼酸铵在酸性环境中以钼酸形式与样品中的磷酸反应生成磷钼酸。

后者在还原剂氨基萘酚磺酸作用下形成蓝色的钼蓝。

【器材】1 ．试管与滴管2 ． PH 试纸3 ．沸水浴4 ．带有长玻璃管的胶塞【试剂】1 ． 5% 硫酸2 ． 5% 硝酸银溶液3 ．浓氨水4 ． 3,5- 二羟甲苯试剂取FeCl 3 ·6H 2 O 1.0g 溶于 6ml 水中，加浓盐酸 100ml ，混匀，此为 A 液。

另配制 6%3,5- 二羟甲苯乙醇溶液为 B 液。

临用时用 A 液 100ml 加 B 液3.5ml 混合即可。

5 ．二苯胺试剂取二苯胺 1.0g 溶于 100ml 冰乙酸中，加浓硫酸 2.75ml 。

此二苯胺试剂遇光易变绿色，故临用前配制，贮于棕色瓶中，置冰箱保存。

6 ．钼酸试剂取钼酸铵 2.5g 溶于 20ml 水中，加浓硫酸（A·R ） 8.5ml, 冷却后再加水至100ml ，放冷处可保存 4 周左右。

7 ．氨基萘酚磺酸溶液取 15% 亚硫酸氢钠溶液 195ml 与 20% 亚硫酸钠溶液 5ml 混合，加氨基萘酚磺酸 0.5g ，在热水浴中搅拌使固体溶解（如不全溶，可滴加 20% 亚硫酸钠数滴，至多不超过 1ml 即可）。

核酸的提取与鉴定实验报告
实验报告：核酸的提取与鉴定
I. 实验目的：
通过实验学习核酸提取和鉴定的步骤，掌握核酸提取实验技能，初步了解PCR技术及其在分子生物学中的应用。

II. 实验原理：
DNA分子在水性条件下具有极强的极性，由此，在化学性质上只要是极性且亲水性的溶剂都能迅速膨胀和破裂DNA分子的双链
结构，并溶解其中的碱基、核苷酸、脱氧糖等。

利用这一原理，
我们可以用溶液来提取含有核酸的样品，然后通过紫外吸光度计
检测该提取物中核酸的含量。

此外，PCR技术是一种被广泛运用
于DNA扩增的技术，其主要原理是通过DNA聚合酶扩增DNA
的特定片段。

III. 实验步骤及结果：
1. 核酸提取：将实验样品加入细胞破解液并混匀，离心后取上
清液，加入等体积的异丙醇，轻轻振荡混合并离心15分钟，然后
弃上清液，加入70%无水乙醇并离心，倒掉液体后用氧气吹干。

最终的核酸提取物的溶解液浑浊且无法肉眼辨认样品。

2. 核酸鉴定：将已经提取的样品分别用紫外吸光度计测量其光密度，结果表明与对照的D.W相比，样品中的核酸具有极高的光密度值，证明核酸提取步骤成功，核酸鉴定实验成功。

IV. 结论：
通过本次实验，我们成功地提取了样品中的核酸，并对提取后的核酸进行了鉴定，证明提取物中含有大量的核酸，表明核酸提取和鉴定实验成功，也为分子生物学的研究提供了基础。

一、实验目的1. 掌握定磷法测定核酸含量的原理与方法。

2. 学习核酸提取、纯化及定量测定的基本操作。

3. 了解实验数据的处理与分析方法。

二、实验原理核酸是生物体内重要的生物大分子，由核苷酸单元组成。

本实验采用定磷法测定核酸含量，其原理如下：1. 核酸分子中含有一定比例的磷，RNA中含磷量为10%，DNA中含磷量为8%。

2. 用强酸将核酸分子中的有机磷消化成为无机磷，使之与钼酸铵结合成磷钼酸铵。

3. 在还原剂存在的情况下，Mo6+被还原成Mo4+，与试剂中的其他MoO42-结合成Mo(MoO4)2或Mo3O8，形成蓝色化合物，称为钼蓝。

4. 在一定浓度范围内，蓝色的深浅与磷含量成正比，可通过比色法测定核酸含量。

三、实验器材与试剂1. 实验器材：- 粗核酸- 克氏烧瓶（50ml）- 小漏斗（4cm）- 容量瓶（100ml、50ml）- 吸管- 试管（X18cm）- 722型或XX型分光光度计- 电炉- 水浴锅2. 实验试剂：- 标准磷溶液：将磷酸二氢钾于100℃烘至恒重，准确称取溶于少量蒸馏水中，转移至500ml容量瓶中，加入5ml 5mol/L硫酸溶液及氯仿数滴，用蒸馏水稀释至刻度，此溶液每毫升含磷400μg。

临用时准确稀释20倍。

- 定磷试剂：17%硫酸：17ml浓硫酸缓缓加入83ml水中。

2%钼酸铵溶液。

四、实验步骤1. 核酸提取：取一定量的粗核酸，加入适量的水，用玻璃棒搅拌，使核酸充分溶解。

然后加入一定量的强酸，使核酸分子中的有机磷消化成为无机磷。

2. 核酸纯化：将消化后的核酸溶液通过离心、沉淀等方法进行纯化。

3. 核酸定量测定：a. 准备标准曲线：取一定量的标准磷溶液，分别加入定磷试剂，制备标准曲线。

b. 样品测定：取一定量的纯化后的核酸溶液，加入定磷试剂，制备样品溶液。

在分光光度计上测定样品溶液的吸光度，通过标准曲线计算出样品中核酸含量。

五、实验结果与分析1. 标准曲线的绘制：根据标准磷溶液的浓度和吸光度，绘制标准曲线。

化学实验知识：“核酸纯化技术在生物实验中的应用和操作技巧”本文将介绍核酸纯化技术在生物实验中的应用和操作技巧。

核酸是生命体中重要的分子，包括DNA和RNA两种类型。

在生物实验中，我们常常需要对这些核酸进行纯化才能获得高质量的样品。

核酸纯化技术可以通过去除杂质、消除分子间的相互作用以及提高产品纯度等方式来大大提高核酸样品的纯度和质量。

接下来将详细介绍核酸纯化技术的应用和操作技巧。

一、核酸纯化技术的应用1、PCRPCR（Polymerase Chain Reaction）是一种常用的核酸扩增技术，PCR需要一定的模板DNA，普遍的杂质和缺陷可能导致PCR扩增效率低下或失败，因此核酸纯化在PCR前处理样品非常重要。

无论是从细胞，细菌或者病毒含量多的全血情况下，核酸纯化技术都是重要的前沿扩增技术。

一些PCR前处理的核酸纯化技术是基于锂离子、硅胶或磨砂等工艺的，这些工艺有效地移除了一些影响PCR扩增的杂质。

2、基因测序基因测序是分析基因身上的核苷酸序列的方法，可以用来探寻DNA 中的变异、突变以及基因水平的异质性。

基因测序需要高质量的DNA 样品，而核酸纯化技术可以大大提高DNA样品的质量。

此外，核酸纯化技术中常用的钨酸盐沉淀方法可有效去除重金属离子、盐类等自然成分对DNA测序的影响，同时也可以去除样品中的RNA，提高测序的准确度。

3、基因表达研究在基因表达研究中，核酸纯化可以有效减少与采集样品相关的污染，从而获得高质量，可靠的数据结果。

此外，核酸纯化也可以分离出单基因的DNA或RNA样品，从而获得与某一特定条件有关的表达水平。

这对于研究生物学和医学领域的基因表达调控非常有帮助。

二、核酸纯化操作技巧1、样品处理样品处理是核酸纯化的一个重要步骤。

在样品处理时需要处理完整的细胞、组织或其他核酸来源（如血浆、血清、尿液等），尽量减少不必要的杂质和其他干扰物，避免样品的污染和交叉污染。

处理样品时应遵循标准化的操作流程，确保样品处理的一致性和可靠性。

常见的生物化学实验方法生物化学实验是研究生物分子结构、功能和相互作用的重要手段，广泛应用于生物医学研究、药物开发和环境保护等领域。

本文将介绍一些常见的生物化学实验方法。

一、色谱技术色谱技术是一种分离和分析物质的方法，根据分子的化学性质和大小差异，将混合物分离成各个组分。

常见的色谱技术包括气相色谱（GC）、液相色谱（LC）和薄层色谱（TLC）等。

在生物化学实验中，色谱技术常用于对生物样品中的分子进行纯化和分析。

例如，气相色谱可用于分析氨基酸和脂肪酸等小分子化合物，液相色谱则可以用于分离蛋白质、核酸和多糖等生物大分子。

二、电泳技术电泳技术是利用电场作用下物质的电荷和大小差异，将混合物分离成各个组分的方法。

常见的电泳技术包括聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）、聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）和凝胶过滤电泳等。

在生物化学实验中，电泳技术常用于分离和检测蛋白质和核酸等生物大分子。

例如，聚丙烯酰胺凝胶电泳可用于分离和测定蛋白质分子量，SDS-PAGE则可以用于检测蛋白质的纯度。

三、质谱技术质谱技术是利用质量分析仪器对物质的质量和结构进行分析的方法。

常见的质谱技术包括质谱仪、飞行时间质谱（TOF-MS）和液相色谱质谱联用（LC-MS）等。

在生物化学实验中，质谱技术常用于鉴定和定量生物分子。

例如，利用质谱仪可以对蛋白质进行鉴定，通过测定样品中蛋白质的质量和碎片离子的质量谱图，确定蛋白质的氨基酸序列。

四、核酸杂交技术核酸杂交技术是利用互补的DNA或RNA序列进行结合，从而检测目标序列的方法。

常见的核酸杂交技术包括Southern blot、Northernblot和in situ hybridization等。

在生物化学实验中，核酸杂交技术常用于检测和定量特定DNA或RNA序列的存在。

例如，Southern blot可用于检测DNA片段在基因组中的分布和拷贝数，Northern blot则可用于检测特定mRNA的表达水平。

核酸的定量分析【目的】1 ．掌握定糖法、定磷法和紫外吸收法分别定量分析 DNA 或 RNA 的方法。

2 ．熟悉定糖法、定磷法和紫外吸收法分别定量分析 DNA 或 RNA 的原理。

【原理】核酸分子中含有戊糖、磷酸与含氮碱，测定三者之一即可推算出核酸含量。

1 ．定糖法通过测定 DNA 或 RNA 分子中戊糖的含量，从而计算出 DNA 或 RNA 含量的方法。

RNA 在强酸环境中加热可水解产生核糖。

核糖在浓酸作用下脱水形成糠醛，糠醛能与 3 ， 5 - 二羟基甲苯（地衣酚）缩合成绿色化合物（反应式见第 3 篇实验 11 ），其最大吸收峰波长为 670nm ， fe 3+ 或 Cu 2+ 可作为催化剂催化反应，与同样处理的核糖标准液进行比色即可测定出 RNA 的含量。

DNA 在强酸环境中加热水解生成的脱氧核糖与浓酸共热脱水生成ω- 羟基γ- 酮基戊醛，后者与能与二苯胺反应生成蓝色化合物（反应式见实验 11 ），其最大吸收峰波长为 595nm ，与同样处理的脱氧核糖标准液进行比色即可测定出DNA 的含量。

2 ．定磷法通过测定核酸中磷的含量，从而计算出 DNA 或 RNA 含量的方法。

核酸含磷量平均为 8.73% （ RNA 含磷量为 8.5~9% ； DNA 含磷量为 9.2% ）。

用强酸使核酸分子中的有机磷消化成无机磷，在酸性溶液中磷酸与钼酸作用生成磷钼酸，后者在还原剂（如抗坏血酸、α-1 ， 2 ， 4- 氨基萘酚磺酸等）存在时，立即被还原为蓝色的钼蓝（反应式见实验 11 ），其最大吸收峰波长为660nm 。

当无机磷浓度在 2.5~25μg/ml 范围内时，溶液的吸光度值与磷含量成正比。

本法测得的磷含量为样品中的总磷量，需同时测定未消化样品中无机磷的含量，将测得的总磷量减去原无机磷含量即为样品中核酸的含磷量，进而计算核酸的含量。

3 ．紫外吸收法核酸分子中的嘌呤环和嘧啶环的共轭双键具有吸收紫外光的性能，最大吸收峰波长为 260nm ，不论是核苷、核苷酸或核酸，在此波段内都具有吸收紫外光的特性。

核酸提取方法三种核酸（DNA或RNA）的提取是生物学和分子生物学研究中的一项重要技术。

这些提取方法可分为化学法、机械法和磁珠法三种。

1. 化学法：化学法是最常用的核酸提取方法之一，其基本原理是通过化学试剂破坏细胞膜和核膜，使得核酸被释放出来。

常用的化学试剂包括胰蛋白酶、SDS、EDTA、蛋白酶K等。

首先，组织样品需经过细胞破碎，方法可以是机械破碎或液氮冲击。

接下来，将样品中的蛋白质通过蛋白酶处理，以去除干扰。

然后，加入一定的试剂将DNA 或RNA稳定起来，并用氯仿醇萃取法或硅胶柱纯化法来分离核酸。

最后，用适当的缓冲液溶解核酸，使其适合后续实验使用。

2. 机械法：机械法适用于提取植物细胞原生质体中的DNA或RNA。

它的基本原理是通过物理力量破碎细胞壁和细胞膜，释放细胞质中的核酸。

机械法提取核酸的方法有刀切法、研磨法和玻璃珠破碎法等。

在刀切法中，样品被切成细小片段，然后用块状试剂研磨，最后用缓冲液洗净，使核酸溶解。

研磨法和玻璃珠破碎法则通过高速旋转或震荡的方法，利用玻璃珠等硬质物体对样品进行破碎。

3. 磁珠法：磁珠法是一种快速高效的核酸提取方法。

它利用表面修饰的磁性珠，通过磁场的作用来实现核酸的捕获、纯化和洗脱。

这种方法常用于自动化的核酸提取设备中，并通过磁力分离技术简化了传统柱层析法的操作步骤。

在磁珠法中，首先制备表面修饰的磁性珠，以使其能够选择性结合DNA或RNA。

然后，将样品与磁珠混合，使核酸与磁珠结合。

通过磁场的引导和离心沉降，磁珠与被结合的核酸被分离出来。

最后，通过洗脱步骤，将核酸从磁珠上解离，使其溶解在适当的缓冲液中。

总结：核酸提取是分子生物学研究中至关重要的一步，能够从组织样品中提取出纯度较高的DNA或RNA。

化学法、机械法和磁珠法是常用的核酸提取方法。

化学法利用试剂破坏细胞和核膜，使核酸被释放出来；机械法通过物理力量破碎细胞壁和细胞膜，释放细胞质中的核酸；磁珠法则利用表面修饰的磁性珠来捕获、纯化和洗脱核酸。

核酸纯化的基本原理导言核酸纯化是分子生物学和生物化学实验中常见的一个步骤。

通过纯化核酸样品，可以去除杂质和其他分子，从而得到高纯度的核酸。

本文将深入探讨核酸纯化的基本原理，包括纯化方法、常用纯化试剂和步骤。

核酸纯化方法核酸纯化方法主要可以分为两大类：固相法和溶液相法。

固相法1. 硅胶柱层析硅胶柱层析法是最常见的核酸纯化方法之一。

其基本原理是利用硅胶对核酸具有选择性吸附的特性，将核酸样品与硅胶柱共同处理，以实现去除杂质、富集核酸的目的。

步骤如下：1.制备硅胶柱：将硅胶填充到柱子中，并经过紫外灭菌处理。

2.样品处理：将待纯化的核酸样品与缓冲液混合，加入硅胶柱中。

3.洗脱：通过加入洗脱缓冲液使核酸从硅胶柱中洗脱出来。

硅胶柱层析法适用于小规模实验室中对核酸的纯化，能够得到较高的纯度，但对核酸的损失较大。

2. 磁珠法磁珠法是一种基于磁珠颗粒表面的亲和性分离纯化核酸的方法。

通过表面修饰磁珠上的配体，可选择性地吸附纯化目标核酸。

步骤如下：1.磁珠上的配体修饰：将磁珠与特异性亲和核酸配体进行偶联。

2.样品处理：将待纯化的核酸样品与磁珠混合，使核酸与磁珠上的配体结合。

3.磁珠分离：利用磁力将磁珠与非特异性成分分离。

4.洗脱：通过改变离子浓度或pH值等方式，使核酸从磁珠上洗脱下来。

磁珠法具有操作简便、灵敏度高、纯度好等优点，适用于大规模的核酸纯化。

溶液相法溶液相法又称沉淀法，通过加入适当的物质使核酸在溶液中沉淀，然后通过离心去除杂质，得到纯化后的核酸。

1. 乙醇沉淀乙醇沉淀是最常见的溶液相法之一。

其原理是通过加入乙醇来沉淀核酸，然后通过离心将核酸精确地分离出来。

步骤如下：1.样品处理：将待纯化的核酸样品与适量的乙醇混合。

2.沉淀：将混合物离心，使核酸沉淀到离心管底部。

3.去除上清：将上清倒掉，保留沉淀。

4.洗涤：加入乙醇洗涤沉淀，去除杂质。

5.干燥：将离心管在恒温下干燥，使核酸得到最终纯化。

乙醇沉淀法简单易行，适用于小规模分子生物学实验室中的核酸纯化。