核酸(我們常說的DNA/RNA)是核酸檢測的基礎(chǔ)物質(zhì),而核酸提取不管是“一步法”還是“兩步法”,目的都是要提取出相當(dāng)純度的核酸。這也是整個核酸檢測行業(yè)繞不過去的步驟,很多時(shí)候一份臨床樣本的核酸提取純度高低,甚至直接決定了檢測結(jié)果的有效性。
核酸是由許多核苷酸聚合成的生物大分子化合物,是生命最基本的物質(zhì)之一。生物體內(nèi)的核酸常與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核蛋白。核酸提取的原則首先保證核酸一級結(jié)構(gòu)的完整性,其次要排除其它分子的污染。
提取核酸時(shí)要注意簡化步驟,縮短提取時(shí)間;減少化學(xué)因素對核酸的降解;減少物理因素對核酸的降解;減少機(jī)械剪切力和高溫;防止核酸的生物降解。
核酸提取大致分為3大部分:破碎、提取、純化
常見細(xì)胞裂解法
物理方式:煮沸法、玻璃珠法、超聲波法、研磨法、凍融法、勻漿法;
化學(xué)方式:表面活性劑(SDS法)、堿裂解法;
生物方法:生物酶,如溶菌酶,蛋白酶K等;
常見樣本提取方法總結(jié)
濃鹽法:利用RNA和DNA在鹽溶液中溶解度不同,將二者分離;
有機(jī)溶劑提取法:有機(jī)溶劑作為蛋白變性劑,同時(shí)抑制核酸酶的降解作用;
高度梯度離心法:利用不同內(nèi)容物密度不同的原理分離各種內(nèi)容物;
吸附材料結(jié)合法:①硅質(zhì)材料 高鹽低PH值結(jié)合核酸,低鹽高PH值洗脫;②陰離子交換樹脂 低鹽高PH值結(jié)合核酸,高鹽低PH值洗脫;③磁珠 磁珠微粒包裹上不同基因可吸附不同的目的物,從而達(dá)到分離目的;
現(xiàn)在一般有手工提取和儀器自動提取兩種方式,手工提取如:酚/氯仿抽提法、醇沉淀法、層析柱法、熱裂解堿法、煮沸裂解法等。儀器提取就是我們現(xiàn)在市場上大面積推廣的核酸提取儀,通?;诖胖榉?,這也是現(xiàn)階段和未來二三級醫(yī)院需求面很廣的儀器。
核酸提取純化原則和要求
1、保證核酸一級結(jié)構(gòu)的完整性;
2、排除其它分子的污染(如提取DNA時(shí)排除RNA的干擾);
3、核酸樣品中不應(yīng)存在對酶有抑制作用的有機(jī)溶劑和高濃度的金屬離子
4、盡可能降低蛋白質(zhì)、多糖和脂類等大分子物質(zhì);
核酸提取純化方法總結(jié)
1、酚/氯仿抽提法
通過酚/氯仿處理細(xì)胞破碎液或者組織勻漿后,在水相中主要溶解以DNA為主的核酸成分,在有機(jī)相中主要是脂類物質(zhì),蛋白質(zhì)位于兩相之間。
2、醇沉淀法
乙醇能夠消除核酸的水化層,使帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)暴露出來,Na之類的平衡離子能夠與這些帶電基團(tuán)結(jié)合,在沉淀形成部位降低多核苷酸鏈之間的排斥作用,形成沉淀。
3、過柱法
通過特殊硅基質(zhì)吸附材料,能夠特定吸附DNA,然后利用高鹽低PH結(jié)合核酸,低鹽高PH值洗脫,來分離純化核酸。
4、熱裂解堿法
堿裂解法是基于DNA的變性與復(fù)性差異而達(dá)到分離目的的。堿性使質(zhì)粒DNA變性,再將pH值調(diào)至中性使其復(fù)性,復(fù)性的為質(zhì)粒DNA,而染色
體DNA不會復(fù)性,纏結(jié)成網(wǎng)狀物質(zhì),通過離心除去;
5、煮沸裂解法
加熱處理DNA溶液時(shí),線狀染色體DNA容易發(fā)生變性,共價(jià)閉合的質(zhì)粒DNA在冷卻時(shí)即恢復(fù)其天然構(gòu)象;變性染色體DNA片段與變性蛋白質(zhì)和細(xì)胞碎片結(jié)合形成沉淀,而復(fù)性的超螺旋質(zhì)粒DNA分子則以溶解狀態(tài)存在液相中,從而可通過離心將兩者分開。煮沸裂解法提取DNA,得量少,雜質(zhì)多,DNA可能會出現(xiàn)斷裂,主要適用于一些粗略的實(shí)驗(yàn)。
6、磁珠法
對超順磁性納米顆粒的表面進(jìn)行改良和表面修飾后,制備成超順磁性氧化硅納米級磁珠。該磁珠能與核酸分子特異性結(jié)合。利用氧化硅納米微球的超順磁性,在Chaotropic鹽(鹽酸胍、異硫氰酸胍等)和外加磁場的作用下,從血液、動物組織、食品、病原微生物等樣本中分離出DNA和RNA。
7、CTAB法原理(植物DNA提取經(jīng)典方法)
CTAB(hexadecyltrimethylammoniumbromide,十六烷基三甲基溴化銨),是一種陽離子去污劑,具有從低離子強(qiáng)度溶液中沉淀核酸與酸性多聚糖的特性。在高離子強(qiáng)度的溶液中(>0.7mol/L NaCl),CTAB與蛋白質(zhì)和多聚糖形成復(fù)合物,只是不能沉淀核酸。通過有機(jī)溶劑抽提,去除蛋白、多糖、酚類等雜質(zhì)后加入乙醇沉淀即可使核酸分離出來。
8、其他方法
除了上述常用的方法之外,還有超聲法、酶解法及濃鹽法等等多種方法。
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