自然界中无论是植物、动物还是病毒,DNA作为大部分生物的遗传物质,在遗传中起着不可替代的作用,为了研究生物的基因,就需要将DNA从细胞中提取出来,这个过程有很多方法可以实现,目前比较常用的有苯酚氯仿抽提法、离心柱法和磁珠法,吉恩特实验室就这三种提取方法进行了梳理和比较,总结出各方法的优缺点供广大科研工作者参考。
1.苯酚氯仿抽提法
苯酚氯仿提取DNA是利用酚是蛋白质的变性剂,反复抽提,使蛋白质变性,SDS(十二烷基磺酸钠)将细胞膜裂解,在蛋白酶K、EDTA的存在下消化蛋白质或多肽或小肽分子,变性降解核蛋白,使DNA从核蛋白中游离出来。而DNA易溶于水,却不溶于有机溶剂。蛋白质分子表面带有亲水基团,也容易进行水合作用,并在表面形成一层水化层,使蛋白质分子能顺利地进入到水溶液中形成稳定的胶体溶液。当有机溶液存在时,蛋白质的这种胶体稳定性遭到破坏,变性沉淀。离心后有机溶剂在试管底层(有机相),DNA存在于上层水相中,蛋白质则沉淀于两相之间。利用萃取原理,根据蛋白核酸溶于不同的试剂层,将枪头伸入不同液层内抽取所需的成分,经多次洗涤后获得纯化核酸。
该方法的缺点是由于使用了苯酚、氯仿等试剂,毒性较大,长时间操作对人员健康有较大影响,而且核酸的回收率较低,损失量较大,由于操作体系大,不同实验人员操作重复性差,不利于保护RNA,很难进行微量化的操作。 优点是采用了实验室常见的试剂和药品,做起来成本比较低廉。
2.离心柱法
离心柱法主要原理是将对核酸有吸附作用的官能基团固定在离心柱模上,通过加入不同的裂解试剂、洗涤试剂并反复离心,以达到核酸与杂质分离的目的,获得纯化的核酸。离心柱法DNA提取它的优点是比传统的酚氯法提取的纯度高,有利于RNA保护,而且能进行微量操作,以其低廉的价格和相对便捷的操作,渐逐取代了传统DNA提取方法,被高校科研所等市场普遍接受。
离心柱法DNA提取的缺点是需要较多的样本,耗材多,对于珍稀样本无能为力,特别是在法医、考古等领域显得力不从心。同时离心柱法DNA提取需要反复离心,不便于高通量、自动化操作,与现代生物学实验的高通量、自动化要求格格不入,特别是在基因诊断、疾病检测、转基因检测等领域,离心柱法DNA提取需要大量的操作人员及仪器设备。当面对突发疫情时,更是需要有高通量的DNA提取设备与方法才能更有效准确的监测疫情、控制疫情。为此需要一种新的DNA提取方法解决这个实际难题。在这个时代潮流需求的驱动下,磁珠法DNA提取应运而生。
3.磁珠法
磁珠法的原理是在磁珠表面修饰有对核酸有吸附作用的特定活性官能基团,通过不同的裂解液结合液洗涤液在特定的条件下能够与目的物质进行特异性结合,同时利用磁珠自身的磁性,在外磁场的作用下可以方便的实现定向移动与富集,从而达到核酸与杂质分离的目的,进而实现对目标物质的分离纯化,获得纯化核酸。
磁珠法是纳米科技与生物技术的完美结合,具有其他DNA提取方法无法比拟的优势,主要体现在:
a.能够实现自动化、高通量操作,配合96孔的核酸自动提取仪,在以往做一个样品的提取时间内可同时实现对96个样品的处理,效率直接提高96倍,满足了当前生物学高通量操作的要求,使得在大规模疫情爆发时能够进行快速筛查原因,这个优点是其他方法难以赶超的。
b.操作简单、用时短,整个提取流程只有裂解、结合、洗涤、洗脱四步短时间内即可完成。
c.安全无毒,不使用传统方法中的苯、氯仿等有毒试剂,对实验操作人员的伤害少,保护了实验人员的身体健康。
d.磁珠与核酸的特异性结合使得提取的核酸纯度高、浓度大。
e.灵敏度高,适合法医样本等痕量DNA提取。
随着当代生物学的高速发展及核酸提取仪的大量普及,为了满足时代要求,吉恩特生物专业研制磁珠法DNA提取,并开发了多系列磁珠法DNA提取的系统化方案,为广大科研工作者提高试验效率,简化试验过程提供强有力的技术支持和产品保障,磁珠法DNA提取也将成为现代分子生物学的主流。
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