核酸提取以及常見問題

1、關(guān)于核酸提取及常見問題第一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月基因組DNA CTAB法CTAB法原理（植物DNA提取經(jīng)典方法）CTAB（hexadecyltrimethylammonium bromide，十六烷基三甲基溴化銨），是一種陽離子去污劑，可溶解細胞膜，并與核酸形成復合物。該復合物在高鹽溶液中（0.7mol/L NaCl）是可溶的，通過有機溶劑抽提，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。注：CTAB溶液在低于15 時會形成沉淀析出，因此在將其加入冰冷的 植物材料之前必須預熱，且離心時溫度不要低于15。第二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月CTAB提

2、取緩沖液的經(jīng)典配方 組份 Tris-HCl （pH8.0）EDTA （pH8.0） NaCl CTAB-巰基乙醇 終濃度 100 mM 20 mM 1.4M2%(W/V)0.1%（V/V）使用前加入Tris-HCl （pH8.0）提供一個緩沖環(huán)境，防止核酸被破壞；EDTA螯合Mg2+或Mn2+離子，抑制DNase活性；NaCl 提供一個高鹽環(huán)境，使DNP充分溶解，存在于液相中；CTAB溶解細胞膜，并結(jié)合核酸，使核酸便于分離；-巰基乙醇是抗氧化劑，有效地防止酚氧化成醌，避免褐變，使酚容易去除基因組DNA CTAB法第三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月CTAB提取緩沖液的改進配方 組份

3、Tris-HCl （pH8.0）EDTA （pH8.0）NaCl CTAB PVP40-巰基乙醇 終濃度 100 mM 20 mM1.4M3%(W/V)5%(W/V)2%（V/V）使用前加入PVP（聚乙烯吡咯烷酮）是酚的絡合物，能與多酚形成一種不溶的絡合物質(zhì)，有效去除多酚，減少DNA中酚的污染；同時它也能和多糖結(jié)合，有效去除多糖。基因組DNA CTAB法第四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 SDS法原理基因組DNASDS法SDS是一種陰離子去垢劑，在高溫（5565）條件下能裂解細胞，使染色體離析，蛋白變性，釋放出核酸；提高鹽(KAc或NH4Ac)濃度并降低溫度（冰?。沟鞍踪|(zhì)及多糖

4、雜質(zhì)沉淀，離心后除去沉淀；上清液中的DNA用酚/氯仿抽提，反復抽提后用乙醇沉淀水相中的DNA。組份Tris-HCl （pH8.0）EDTA （pH 8.0 ）NaCl SDS終濃度 10 mM 20 mM 0.4M 2% SDS法DNA提取緩沖液第五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月基因組DNA其它方法物理方式：玻璃珠法、超聲波法、研磨法、凍融法化學方式：異硫氰酸胍法、堿裂解法生物方式：酶法根據(jù)細胞裂解方式的不同有：第六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月基因組DNA其它方法吸附材料結(jié)合法：根據(jù)核酸分離純化方式的不同有：硅質(zhì)材料陰離子交換樹脂磁珠高鹽低pH值結(jié)合核酸，低鹽高pH值

5、洗脫?？旖莞咝?。低鹽高pH值結(jié)合核酸，高鹽低pH值洗脫。適用于純度要求高的實驗。磁性微粒掛上不同基團可吸附不同的目的物，從而達到分離目的。第七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月基因組DNA其它方法濃鹽法：有機溶劑抽提法：密度梯度離心法：利用RNP和DNP在鹽溶液中溶解度不同，將二者分離有機溶劑作為蛋白變性劑，同時抑制核酸酶的降解作用利用不同內(nèi)容物密度不同的原理分離各種內(nèi)容物第八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月質(zhì)粒DNA堿裂解法堿裂解法原理染色體DNA比質(zhì)粒DNA分子大得多，且染色體DNA為線狀分子，而質(zhì)粒DNA為共價閉合環(huán)狀分子；當用堿處理DNA溶液時，線狀染色體DNA容易發(fā)

6、生變性，共價閉環(huán)的質(zhì)粒DNA在回到中性pH時即恢復其天然構(gòu)象；變性染色體DNA片段與變性蛋白質(zhì)和細胞碎片結(jié)合形成沉淀，而復性的超螺旋質(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。第九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月質(zhì)粒DNA堿裂解法堿裂解法流程圖對數(shù)期菌體溶液III中和溶液I充分重懸溶液II裂解上清液抽提離心洗滌酒精沉淀干燥溶解沉淀質(zhì)粒DNA溶液第十張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月質(zhì)粒DNA煮沸法煮沸法原理染色體DNA比質(zhì)粒DNA分子大得多，且染色體DNA為線狀分子，而質(zhì)粒DNA為共價閉合環(huán)狀分子；當加熱處理DNA溶液時，線狀染色體DNA容易發(fā)生變性，共價

7、閉環(huán)的質(zhì)粒DNA在冷卻時即恢復其天然構(gòu)象；變性染色體DNA片段與變性蛋白質(zhì)和細胞碎片結(jié)合形成沉淀，而復性的超螺旋質(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。第十一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞器DNA差速離心法差速離心法原理是利用物質(zhì)比重的不同分離混合物的一種方法。將待分離物質(zhì)置于均勻介質(zhì)（蔗糖）中，以一定的轉(zhuǎn)速進行離心，比重大的物質(zhì)優(yōu)先沉降，比重小的卻處于上層，從而得以分離。線粒體和葉綠體是生物體內(nèi)半自主性細胞器，自身可編碼蛋白，它們的比重和大小一定，因而在同一離心場內(nèi)的沉降速度也一定，根據(jù)這一原理，常用不同轉(zhuǎn)速的離心法，將細胞內(nèi)各種組分分級分離出來。第十

8、二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一部分：DNA提取方法簡介第二部分：DNA提取常見問題、原因分析及其對策內(nèi)容第三部分：RNA提取方法簡介第四部分：RNA提取及其RT-PCR常見 問題、原因分析及其對策第二部分：DNA提取常見問題、原因分析及其對策第十三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月DNA提取的基本步驟I.材料準備II.破碎細胞或包膜內(nèi)容物釋放III.核酸分離、純化IV.沉淀或吸附核酸，并去除雜質(zhì)V.核酸溶解在適量緩沖液或水中第十四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月材料準備最好使用新鮮材料，低溫保存的樣品材料不要反復凍融提取血液基因組DNA時，要選擇有核細胞（白

9、細胞）組培細胞培養(yǎng)時間不能過長，否則會造成DNA降解含病毒的液體材料DNA含量較少，提取前先富集基因組DNA的提取質(zhì)粒DNA的提取使用處于對數(shù)期的新鮮菌體（老化菌體導致開環(huán)質(zhì)粒增加）培養(yǎng)時應加入篩選壓力，否則菌體易污染，質(zhì)粒易丟失盡量選擇高拷貝的質(zhì)粒，如為低拷貝或大質(zhì)粒，則應加大菌體用量菌株不要頻繁轉(zhuǎn)接（質(zhì)粒丟失）第十五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月細胞裂解材料應適量，過多會影響裂解，導致DNA量少，純度低針對不同材料，選擇適當?shù)牧呀忸A處理方式：植物材料液氮研磨動物組織勻漿或液氮研磨組培細胞蛋白酶K細菌溶菌酶破壁酵母破壁酶或玻璃珠高溫溫浴時，定時輕柔振蕩基因組DNA的提取質(zhì)粒DNA

10、的提取菌體量適當培養(yǎng)基去除干凈，同時保證菌體在懸浮液中充分懸浮變性的時間不要過長（5分鐘），否則質(zhì)粒易被打斷復性時間也不宜過長，否則會有基因組DNA的污染G菌、酵母質(zhì)粒的提取，應先用酶法或機械法處理，以破壁第十六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月核酸分離、純化采用吸附材料吸附的方式分離DNA時，應提供相應的緩沖體系采用有機（酚/氯仿）抽提時應充分混勻，但動作要輕柔離心分離兩相時，應保證一定的轉(zhuǎn)速和時間針對不同材料的特點，在提取過程中輔以相應的去雜質(zhì)的方法基因組DNA的提取質(zhì)粒DNA的提取第十七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月核酸分離、純化蛋白質(zhì)的去除：酚/氯仿抽提使用變性劑變

11、性（SDS、異硫氰酸胍等）高鹽洗滌蛋白酶處理第十八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月多糖的去除：高鹽法：用乙醇沉淀時，在待沉淀溶液中加入1/2體積的5M NaCl，高鹽可溶解多糖。用多糖水解酶將多糖降解。在提取緩沖液中加一定量的氯苯(1/2體積)，氯苯可以與多糖的羥基作用，從而去除多糖 。用PEG8000代替乙醇沉淀DNA：在500L DNA液中加入200l 20% PEG8000 (含1.2 M NaCl) ，冰浴20min。核酸分離、純化第十九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月多酚的去除：在抽提液中加入防止酚類氧化的試劑：-巰基乙醇、抗壞血酸、半胱氨酸、二硫蘇糖醇等加入易與

12、酚類結(jié)合的試劑：如PVP、PEG(聚乙二醇)，它們與酚類有較強的親和力，可防止酚類與DNA的結(jié)合核酸分離、純化鹽離子的去除：70的乙醇洗滌第二十張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月核酸沉淀、溶解當沉淀時間有限時，用預冷的乙醇或異丙醇沉淀，沉淀會更充分沉淀時加入1/10體積的NaAc（pH5.2，3M），有利于充分沉淀沉淀后應用70的乙醇洗滌，以除去鹽離子等晾干DNA，讓乙醇充分揮發(fā)（不要過分干燥）若長期儲存建議使用TE緩沖液溶解TE中的EDTA能螯和Mg2+或Mn2+離子，抑制DNasepH值為8.0，可防止DNA發(fā)生酸解 基因組DNA的提取質(zhì)粒DNA的提取第二十一張，PPT共四十二頁，

13、創(chuàng)作于2022年6月DNA中含有蛋白、多糖、多酚類雜質(zhì)DNA在溶解前，有酒精殘留，酒精抑制后續(xù)酶解反應DNA中殘留有金屬離子重新純化DNA，去除蛋白、多糖、多酚等雜質(zhì)（具體方法見前）重新沉淀DNA，讓酒精充分揮發(fā)增加70乙醇洗滌的次數(shù)（2-3次）DNA提取常見問題問題一：DNA樣品不純，抑制后續(xù)酶解和PCR反應。 原因?qū)Σ叩诙?，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月材料不新鮮或反復凍融未很好抑制內(nèi)源核酸酶的活性提取過程操作過于劇烈，DNA被機械打斷外源核酸酶污染反復凍融盡量取新鮮材料，低溫保存材料避免反復凍融液氮研磨或勻漿組織后，應在解凍前加入裂解緩沖液在提取內(nèi)源核酸酶含量豐富的材料的D

14、NA時，可增加裂解液中螯合劑的含量細胞裂解后的后續(xù)操作應盡量輕柔所有試劑用無菌水配制，耗材經(jīng)高溫滅菌將DNA分裝保存于緩沖液中，避免反復凍融DNA提取常見問題問題二：DNA降解。對策 原因第二十三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月實驗材料不佳或量少破壁或裂解不充分沉淀不完全洗滌時DNA丟失盡量選用新鮮（幼嫩）的材料動植物要勻漿研磨充分；G菌、酵母裂解前先用生物酶或機械方式破壁高溫裂解時，時間適當延長（對于動物細胞、細菌可增加PK的用量）低溫沉淀，延長沉淀時間加輔助物，促進沉淀洗滌時，最好用槍頭將洗滌液吸出，勿傾倒DNA提取常見問題問題三：DNA提取量少。對策 原因第二十四張，PPT共四

15、十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一部分：DNA提取方法簡介第二部分：DNA提取常見問題、原因分析及其對策內(nèi)容第三部分：RNA提取方法簡介第四部分：RNA提取及其RT-PCR常見 問題、原因分析及其對策第三部分：RNA提取方法簡介第二十五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA提取的通用方法異硫氰酸胍/苯酚法 原理：細胞在變性劑異硫氰酸胍的作用下被裂解，同時核蛋白體上的蛋白變性，核酸釋放；釋放出來的DNA和RNA由于在特定pH下溶解度的不同而分別位于整個體系中的中間相和水相，從而得以分離；有機溶劑抽提，沉淀，得到純凈RNA。 RNA提取的通用方法第二十六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022

16、年6月異硫氰酸胍/苯酚法 步驟:材料準備：盡量新鮮。裂解變性：異硫氰酸胍（亞硫氫胍，巰基乙醇，N-月桂肌氨酸等）。 使細胞及核蛋白復合物變性，釋放RNA，有效抑制核酸酶。純化分離：苯酚，氯仿，異戊醇。苯酚/氯仿可抽提去除雜物。洗滌：70乙醇。沉淀：異丙醇、無水乙醇。 乙酸鈉（pH4.0）：維持變性的細胞裂解液的pH值，沉淀RNA。 此外還常用氯化鋰選擇沉淀RNA。RNA提取的通用方法第二十七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月影響RNA提取的因素 材料：新鮮，切忌使用反復凍融的材料如若材料來源困難，且實驗需要一定的時間間隔?？梢韵葘⒉牧腺A存在TRIzol或樣品貯存液中，于70或20保存如

17、要多次提取，請分成多份保存液氮長期保存，70短期保存影響RNA提取的因素第二十八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月影響RNA提取的因素 樣品破碎及裂解：根據(jù)不同材料選擇不同的處理方法：培養(yǎng)細胞：通常可直接加裂解液裂解酵母和細菌：一般TRIzol可直接裂解，對于一些特殊的材料可先用酶或者機械方法破壁動植物組織：先液氮研磨和勻漿，后加裂解液裂解。期間動作快速，樣品保持冷凍樣品量適當，保證充分裂解為減少DNA污染，可適當加大裂解液的用量影響RNA提取的因素第二十九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 純化：在使用氯仿抽提純化時，一定要充分混勻，且動作快速；經(jīng)典的純化方法，如 LiCl

18、沉淀等，雖然經(jīng)濟，但操作時間長，易造成 RNA 降解；柱離心式純化方法：抽提速度快，能有效去除影響 RNA 后續(xù)酶反應的雜質(zhì)，是目前較為理想的選擇。影響RNA提取的因素第三十張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一部分：DNA提取方法簡介第二部分：DNA提取常見問題、原因分析及其對策內(nèi)容第三部分：RNA提取方法簡介第四部分：RNA提取及其RT-PCR常見 問題、原因分析及其對策第四部分：RNA提取及其RT-PCR常見 問題、原因分析及其對策第三十一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA提取常見問題 RNA 的降解 OD260 /OD280 比值偏低 電泳帶型異常 下游實驗效果不

19、佳第三十二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA降解 新鮮細胞或組織：裂解液的質(zhì)量外源RNase的污染裂解液的用量不足組織裂解不充分另外某些富含內(nèi)源酶的樣品 (如脾臟，胸腺等)，很難避免 RNA 的降解。 建議在液氮條件下將組織碾碎，并且勻漿時使用更多裂解液。第三十三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月RNA降解 冷凍樣品：樣品取材后應立即置于液氮中速凍，然后可以移至-70冰箱保存。樣品要相對小一點；先用液氮研磨，再加裂解液勻漿；樣品與裂解液充分接觸前避免融化，研磨用具必須預冷，碾磨過程中及時補充液氮。第三十四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月OD260 /OD280

20、比值偏低 蛋白質(zhì)污染：不要吸入中間層及有機相，加入氯仿后首先混勻，并且離心分層的離心力和時間要足夠。減少起始樣品量，確保裂解完全、徹底解決辦法:重新抽提一次，再沉淀，溶解。 苯酚殘留：不要吸入中間層及有機相，加入氯仿后首先混勻，并且離心分層的離心力和時間要足夠。解決辦法:重新抽提一次，再沉淀，溶解。第三十五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月OD260 /OD280 比值偏低 抽提試劑殘留：確保洗滌時要徹底懸浮 RNA，并且徹底去掉 75% 乙醇。解決辦法:再沉淀一次后，溶解。 設備限制：測定OD260 及OD280 數(shù)值時，要使OD260 讀數(shù)在 0.10 - 0.50 之間。此范圍線

21、性最好。 用水稀釋樣品：測 OD 時，對照及樣品稀釋液請使用 10 mM Tris，pH 7.5。用水作為稀釋液將導致比值的降低。 第三十六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月電泳帶型異常 非變性電泳：上樣量超過 3ug，電壓超過 6V/cm，電泳緩沖液陳舊，均可能導致 28S 和 18S 條帶分不開。 變性電泳條帶變淡： EB 與單鏈的結(jié)合能力要差一些，故同樣的上樣量，變性電泳比非變性電泳要淡一些；甲醛的質(zhì)量不高 。第三十七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月下游實驗效果不佳 RNA 降解 抽提試劑的殘留 75% 乙醇洗滌 樣品中雜質(zhì)的殘留 多糖等雜質(zhì)，再次沉淀 DNA 污染 使用RNas