8種常見核酸提取方法，讓科研更輕松
核酸作為一切分子生物學(xué)研究的基礎(chǔ)，其提取通常是開啟生物學(xué)研究的第一步，而且提取的核酸質(zhì)量高低也是決定下游實(shí)驗成敗的關(guān)鍵因素之一。無論后續(xù)的克隆、PCR、QPCR、建庫測序等等都需要核酸才能順利進(jìn)行。今天我們就來簡單了解核酸提取的基本原理和方法。
什么是核酸？
核酸分為脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。DNA主要集中在細(xì)胞核內(nèi)，線粒體和葉綠體中，而RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)當(dāng)中。
核酸作為基因表達(dá)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是分子生物學(xué)研究的主要對象。無論是進(jìn)行核酸的結(jié)構(gòu)還是功能研究，首先都需要對核酸進(jìn)行提取和純化。核酸提取為大量廣泛研究和應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。
核酸提取的基本步驟
1、裂解細(xì)胞，釋放核酸。使用裂解液破壞樣品細(xì)胞結(jié)構(gòu)，從而使樣品中的DNA游離在裂解體系中；
2、核酸的分離與純化。需要將與核酸結(jié)合的蛋白質(zhì)以及多糖、脂類等生物大分子和其他不需要的核酸分子去除；
3、核酸的濃縮、沉淀；
4、純化核酸。純化則是使DNA與裂解體系中的其它成分，如蛋白質(zhì)、鹽及其它雜質(zhì)徹底分離的過程。
核酸提取純化原則和要求
1、需要保證核酸一級結(jié)構(gòu)的完整性，為下游實(shí)驗做準(zhǔn)備；
2、排除其它核酸分子的污染（提取DNA時排除RNA的干擾，反之亦然）；
3、核酸樣品中沒有對酶有抑制作用的有機(jī)溶劑和高濃度的金屬離子；
4、將核酸樣品中其它生物大分子如蛋白質(zhì)、多糖和脂類分子的污染降到最低程度。
核酸提取純化的常見方法
（一）核酸提取按照提取方式可分為手工提取和通量較高的自動化提取。
（二）按照提取原理有如下方法：
2. 酚氯仿抽法：此法是DNA提取的經(jīng)典方法，主要是使用兩種不同的有機(jī)溶劑交替抽提將蛋白去除。用苯酚處理勻漿液時，由于蛋白與DNA的聯(lián)結(jié)鍵已斷，蛋白分子表面又含有很多極性基團(tuán)與苯酚相似相溶，同時苯酚抑制了DNase的降解作用，蛋白質(zhì)分子溶于酚相，而DNA溶于水相。離心分層后取出水層，多次重復(fù)操作，再合并含DNA 的水相，利用核酸不溶于醇的性質(zhì)，用乙醇沉淀DNA。離心后，DNA可取出。酚氯仿抽提最大的優(yōu)勢是成本低，對實(shí)驗條件要求較低。提取的DNA保持天然狀態(tài)。獲得的DNA純度高、片段大、效果好，缺點(diǎn)是操作較為繁瑣。
3. 濃鹽法：高鹽沉淀法是酚氯仿抽提方法的一個變種，利用RNP和DNP在電解溶液中溶解度不同，將二者分離。優(yōu)點(diǎn)事省略了酚氯仿抽提操作的麻煩，并且?guī)缀蹩朔朔勇确鲁樘岱椒ǖ囊磺腥秉c(diǎn)，只是得到DNA的純度不夠穩(wěn)定。
4. 陰離子去污劑法：用SDS或二甲苯酸鈉等去污劑使蛋白質(zhì)變性，可以直接從生物材料中提取DNA。由于細(xì)胞中DNA與蛋白質(zhì)之間常借靜電引力或配位鍵結(jié)合，同時陰離子去污劑能夠破壞這種價鍵，所以常用陰離子去污劑提取DNA。SDS法操作簡單、溫和，也可提取到較高分子量 DNA ，但所得產(chǎn)物含糖類雜質(zhì)較多。
5. 異硫氰酸胍/苯酚法（Trizol法）：Trizol法是提取RNA的經(jīng)典方法，在勻質(zhì)化或溶解樣品中，Trizol試劑可保持RNA的完整性，同時又能破壞細(xì)胞及溶解細(xì)胞成分。加入氯仿離心后，裂解液分層成水相和有機(jī)相。RNA存在于水相中。水相轉(zhuǎn)移后，RNA通過異丙醇沉淀回收。移去水相后，用乙醇可從中間相沉淀得到DNA，加入異丙醇沉淀可從有機(jī)相得到蛋白質(zhì)。Trizol法適用于普通的植物組織、動物組織以及真菌和細(xì)菌等的RNA提取實(shí)驗。
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。
6. 離心柱純化：通過特殊硅基質(zhì)吸附材料，能夠特定吸附DNA，而RNA和蛋白質(zhì)順利通過，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。離心柱純化也是試劑盒提取中廣泛的使用方法。離心柱法DNA提取試劑盒價格較低，操作相對簡單，在市面上應(yīng)用較為廣泛。但是其具有樣本需求量大，損失多，對于珍稀樣本無能為力，同時不便于高通量、自動化操作等劣勢。
7. 磁珠法提取：磁珠法利用了磁性顆粒活性基團(tuán)在一定條件下可與核酸結(jié)合和解離的原理，先使用細(xì)胞裂解液裂解細(xì)胞，帶有活性基團(tuán)的磁性顆�？商禺愋晕綇募�(xì)胞中游離出來的核酸分子，而樣品中的其他干擾物則很好的移除了，在磁場作用下，磁性顆粒與液體分開完成，最后回收顆粒（即磁珠-DNA 混合物），再用洗脫液洗脫即可得到純凈的DNA，獲得質(zhì)量較高的核酸模板。磁珠法不需要離心、無需加入多種試劑，操作簡單，符合核酸自動化提取要求。但是成本較高，科研端使用很難普及。
想必核酸提取的基本方法大家應(yīng)該都有了大概的了解了。工欲善其事，必先利其器。為了加速核酸、蛋白質(zhì)提取和純化實(shí)驗，瑞沃德微量高速冷凍離心機(jī)M1324R成為必備之選，其轉(zhuǎn)速可達(dá)15000rpm，將從省時、省心、省事、省地等方面讓您的離心實(shí)驗變得更簡單。
