核酸分离纯化技术
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核酸提取纯化方法
1. 电泳法:利用电泳技术将核酸从混合物中分离出来,再用某种方法将它从电泳胶中分离出来,从而获得纯化的核酸。
2. 离心分离法:利用离心力将核酸从混合液中分离出来,再用某种方法将它从离心液中分离出来,从而获得纯化的核酸。
3. 水解法:利用酶将核酸水解成小分子片段,再用某种方法将它们分离出来,从而获得纯化的核酸。
4. 硅胶柱法:将核酸溶液中的成分通过硅胶柱分离,从而获得纯化的核酸。
5. 氯仿沉淀法:将核酸溶液中的成分用氯仿沉淀,从而获得纯化的核酸。
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。
分离纯化核酸时的注意事项:防止物理因素的降解:1.尽量简化操作步骤,缩短提取时间,以减少变性机会。
2.防止热变性,避免高温。
一般0-4℃。
3.防止机械剪切作用动作轻缓;搅拌温和;加山梨醇等增加渗透压。
防止化学因素的降解:1.避免强酸强碱作用,抽提液pH要保持在4-10之间。
2.保持提取液一定的离子强度,以调节核酸的溶解度和保持二级结构的稳定性。
防止核酸酶的降解防止DNA酶的降解:通常加入酶的抑制剂、蛋白质的变性剂和去垢剂来实现。
1.加入金属离子螯合剂抑制DNA酶2.去垢剂及某些RNase抑制剂,对DNA酶也有一定抑制作用。
防止RNA酶的降解:RNase很难抑制,且无处不在,汗液、唾液中均有。
很耐热,80℃处理15分钟不能灭活。
操作注意事项:1.带一次性手套、口罩;2.器皿试剂高压灭菌或用DEPC(乙二基焦炭酸)处理。
但含有Tris的试剂不宜用,因DEPC可与胺类迅速发生化学反应。
3.尽早除去蛋白质(含RNase),并加抑制剂。
常用的抑制RNase活性的方法有:1.核糖核酸酶阻抑蛋白(RNasin,人胎盘中分离的一种蛋白)优点:效果好,不干扰反转录或mRNA在无细胞体系中的翻译。
使用注意事项:(1)置于含5mmol/L二硫苏糖醇(DDT)的50%甘油中,-20℃储存。
(2)最大活性的发挥要求有巯基试剂。
(3)冻融数次后应弃之不用。
(4)在变性裂解哺乳动物细胞提取RNA的初始步骤中不宜使用,在其后RNA纯化步骤中应用。
用酚抽提可除去蛋白质抑制剂,故纯化过程中应补加。
2.糖核苷复合物(vanadyl-ribinucleaside complex)由氧钒(IV)离子和4种核糖中的任意一种形成的复合物,是一种过渡态类似物,它能与多种RNase结合并几乎能百分百地抑制RNA酶的活性。
缺点:强烈抑制mRNA在无细胞体系中的翻译。
可用0.1%羟基喹啉的苯酚(用0.01mol/L E(pH>7.8)平衡)多次抽提除去。
核酸提取的基本步骤及原理
核酸提取的基本步骤包括以下几个步骤:
1. 细胞或组织的损毁与裂解:将样品中的细胞或组织破坏并裂解,使内部的核酸暴露在溶液中。
常用方法包括机械破碎、化学裂解或酶裂解等。
2. 蛋白质去除:通过加入蛋白酶等蛋白质分解酶,将样品中的蛋白质降解,以便之后纯化核酸。
3. 核酸纯化:通过溶液的调节和加入适当的试剂,使核酸与其他杂质分离。
常用的方法有酚-氯仿萃取、硅胶柱层析、磁珠吸附等。
4. 洗涤:通过洗涤溶液的加入和溶液对样品的冲洗,去除残留的杂质,提高核酸的纯度。
5. 脱盐:通过洗涤和纯化步骤,使核酸处于含有适量盐浓度的溶液中。
6. 浓缩:通过溶液的挥发、沉淀和离心等方法,将核酸溶液浓缩到适当的体积。
7. 质量检测:使用紫外吸收光谱、凝胶电泳等方法进行核酸的质量和纯度检测。
8. 储存:将提取得到的核酸转移到适当的储存条件下,保存以备进一步应用。
核酸提取的原理是利用细胞或组织中核酸与其他成分的生化性质的差异,通过物理或化学方法分离和纯化核酸。
核酸提取的关键步骤是细胞裂解和蛋白酶处理。
在细胞裂解过程中,细胞壁和膜被破坏,同时蛋白质酶降解细胞中的蛋白质。
随后通过柱层析或吸附等方法,分离纯化核酸。
最后,通过洗涤、脱盐和浓缩等步骤去除杂质,获得纯净的核酸溶液。
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。
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。