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知识分享 | 核酸提取基础篇(一)

核酸提取基础知识系列,欢迎转发与分享
Dec 11th,2024 669 浏览量

核酸提取是从复杂生物样品中分离出DNA或RNA分子的过程,以获得纯净的核酸样本。这一过程是分子生物学研究的基础步骤,其质量直接影响后续实验的成功率。核酸提取需要保证核酸的纯度、浓度和完整性,同时避免核酸断裂和降解,以确保后续PCR、qPCR、克隆、测序等实验的顺利进行。

本文将从核酸提取的分类、核酸提取的原则、实验步骤、提取方法及样本类型来展开说明。

PART 1  分类

从核酸提取的类型来看,核酸提取实验可分为DNA提取RNA提取DNA和RNA共提取三种类型

DNA提取

在实验过程中,为了得到纯净的DNA,通常在提取过程中加入RNase来降解样本中的RNA,获得较为纯净的DNA。这种方法广泛应用于各种生物学研究及临床诊断领域。

RNA提取

总RNA提取和miRNA提取是两种不同的RNA提取方法,主要用于基因表达分析、RNA测序、siRNA合成与功能研究、RNA相互作用研究、分子诊断等。总RNA提取包括rRNA、mRNA和小分子RNA如tRNA、5S rRNA、miRNA等,而miRNA提取则专注于分离和纯化miRNA,通常用于研究其在基因调控中的作用。

DNA&RNA共提取

DNA和RNA的共提取是指同时从同一生物样本中分离出DNA和RNA的过程。这种方法在分子生物学研究中非常重要,它可以避免因裂解和提取效率变化而产生的偏差,特别是在复杂环境样本中。共提取方法通常需要对提取流程进行优化,以确保核酸的结构完整性和纯度。

PART 2  原则

  1. 保证核酸结构的完整性;

  2. 排除其他分子污染;

  3. 选择合适的提取方法;

  4. 样本处理要合理。

PART 3  步骤

细胞裂解细胞裂解有各种方法,包括机械方法、化学方法、酶作用等。

核酸的分离与纯化:将核酸从混合物中分离出来,获得纯净的核酸。

核酸的浓缩、沉淀:乙醇沉淀是最常用的核酸浓缩、沉淀方法。

PART 4  提取方法

从核酸提取方方法看,目前常见的核酸提取方法有三种,其原理、优势等对比信息如下:

PART 5  样本类型

核酸提取中,根据样本种类的不同,通常需要采用不同的方式对样本进行处理,才能得到纯度更高的核酸。例如,血液、动物组织和培养细胞等医疗样本需要特定的保存方式,而特殊医疗样本如血清、血浆和鼻咽拭子则需使用特殊保存液以抑制酶降解。此外,植物样本分为普通和多糖多酚类,微生物样本分为细菌和真菌,提取前需进行破壁或裂解处理。


常见核酸提取样本类型

01 常见动物样本——血液、动物组织、培养细胞等

此类型样本细胞数量较多,样本成分较为单一,但处理方式也有些不同。

血液:提取前需对无细胞核的红细胞进行分离或裂解。

动物组织:烘干后研磨或液氮直接研磨。

细胞样本:贴壁细胞需胰酶消化处理收集,悬浮细胞直接离心弃上清。

02 其他动物样本 

此类型样本细胞数量较少、成分相对复杂,在采样和保存途中通常需特殊的保存液,抑制核酸酶对样本的降解作用,才能保证实验有较高的成功率。

其中FFPE样本需先用二甲苯或矿物油类进行脱蜡处理。

03 植物样本——普通植物样本和多糖多酚类植物样本

普通植物除有细胞壁结构、内部还有液泡、叶绿体等细胞器结构,成分相对复杂,提取前应使用液氮研磨充分,同时保证样本处于低温条件下避免DNA降解。

多糖多酚植物样本如水果果肉、植物种子等因内含的多糖与核酸理化性质一致、多酚氧化后易于核酸结合,影响DNA的提取,通常在提取过程中需要用专门试剂对多糖多酚去除后才能得到较高纯度DNA。

04 微生物样本——细菌样本和真菌样本

细菌样本含有细胞壁,有的还有鞭毛和荚膜,提取前需用溶菌酶做破壁处理。

真菌样本存在以多糖为主的细胞壁、细胞内部成分相对复杂,通常也需酶解破壁或液氮冻融或超声裂解再提取核酸。

05 环境样本——土壤、污水等

需根据环境样本的性质,去除相关杂质后再进行核酸提取的步骤。

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