自20世紀誕生以來，分子生物學迅速發展并在整個生命科學領域廣泛滲透和應用，推動了傳統醫學進入基于分子層面實驗科學的現代生物醫學時代。

核酸提取和純化是分子生物學試驗的基礎，在以下應用實驗中都需要進行核酸提取：

● 分析基礎研究和疾病研究中的基因表達；

● 跟蹤對藥物治療的反應(例如，在抗病毒治療期間和之后監測病毒滴度）；

● 識別新物種并深入了解進化過程 (例如，Ancient DNA分析）；

● 對人類、動物和植物中引起傳染病暴發的病原體進行監測和分類；

● 通過微生物檢測和量化監測食品和水安全；

● 診斷疾病 (如基因疾病，癌癥，免疫學缺陷）。

核酸提取純化基本步驟

核酸純化方法是影響提取核酸質量高低的最重要因素之一，也是下游分子生物學試驗成敗的關鍵，遵循提取純化原則以及選擇合適的純化、濃縮方法，可以使核酸的質量及回收率達到較大。

核酸提取純化原則和要求

● 需要保證核酸一級結構的完整性，為下游實驗做準備；

● 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）；

● 核酸樣品中沒有對酶有抑制作用的有機溶劑和高濃度的金屬離子；

● 將核酸樣品中其它生物大分子如蛋白質、多糖和脂類分子的污染降到較低程度。

核酸提取純化的常見方法

溶液抽提法

經典的DNA提取方法：酚氯仿抽法，主要是使用兩種不同的有機溶劑交替抽提將蛋白去除。通過苯酚氯仿處理細胞破碎液或者組織勻漿后，在水相中主要溶解的是以DNA為主的核酸成分，在有機相中主要是多糖和脂類物質，蛋白質則沉淀于兩相之間。離心分層后取出水層，多次重復操作，再合并含核酸的水相，利用核酸不溶于醇的性質，用乙醇沉淀核酸，之后再離心分離和溶解洗脫，最后通過將洗滌后的核酸沉淀進行濃縮干燥即可得到高純度核酸。

離心柱法（柱膜法）

通過特殊硅基質吸附材料，能夠特定吸附DNA，而RNA和蛋白質順利通過。硅膠膜表面的硅醇基團呈弱酸性，其水化后帶負電。當溶液中存在一定濃度的陽離子后，形成的陽離子橋能夠中和DNA和硅醇基團之間的表面負電荷，從而使DNA牢固地吸附在硅膠膜表面。反之，處于低鹽水溶液狀態下時，由于硅膠膜的硅醇基團與DNA磷酸基團之間的靜電排斥，硅膠膜釋放DNA。

利用高鹽低PH結合核酸，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。

磁珠法

運用納米技術對超順磁性納米顆粒的表面進行改良和表面修飾后，該磁珠能在微觀界面上與核酸分子特異性地識別和高效結合。磁珠法利用了磁性顆粒活性基團在一定條件下可與核酸結合和解離的原理，先使用細胞裂解液裂解細胞，帶有活性基團的磁性顆粒可特異性吸附從細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，純化濃縮后即可得到純凈的DNA，獲得質量較高的核酸模板。

提取純化方法的選擇

一般地，分離純化步驟越多，核酸的純度也越高，但得率會逐漸下降，完整性也愈難以保證。相反，通過分離純化步驟少的實驗方案，我們可以得到比較多的完整性較好的核酸分子，但純度不一定很高。這需要結合核酸的用途而加以選擇。

如果對核酸提取的質量要求不高，可以選擇經濟實惠的溶液法，選擇柱膜法還是磁珠法自動化提取，基本上取決于樣本數量，針對大批量的樣本，優選磁珠法自動化提取。如果對樣本數量較少，則可以選擇柱膜法，既快速又經濟實用。對于Oligo寡核苷酸的純化，實驗要求更高。

不管采用哪一種核酸提取純化方法最后都離不開濃縮干燥！

● 再濃縮核酸樣品，隨著核酸提取試劑的逐步加入，以及去除污染物過程中核酸分子不可避免的丟失，樣品中核酸的濃度會逐漸下降，甚至影響到后面的實驗操作或不能滿足后繼研究與應用的需要時，需要對核酸進行濃縮，可將150uL DNA水溶液濃縮至10uL再進行測序；

● 去除DNA樣品中醇的殘留，當DNA樣品中有乙醇的殘留會影響測序反應；

● 干燥DNA樣品。DNA沉淀后可能會含水或水/乙醇混合液，濃縮去除后可以得到干燥的DNA樣品。

常用的干燥方法：風干VS真空離心濃縮儀應用案例分享

WTCHG（牛津大學人類遺傳學威康信托中心) 使用Sequenom MassARRAY®SNP 基因分型系統用于SNP分析，樣品前制備過程分別使用風干（左）和Genevac EZ-2真空離心濃縮儀（右）干燥含有寡核苷酸樣品的384孔板。

下圖結果表明，使用EZ-2真空離心濃縮儀干燥寡核苷酸樣品，可以大大降低樣品降解率，保證樣品不會被污染，消除了樣品損壞的潛在來源。

深綠色-高樣本數據質量

淺綠色-中等樣本數據質量

紅色-樣品質量差或無數據

使用真空離心濃縮儀，可以避免核酸濃縮干燥遇到的過度加熱、絕對干燥、交叉污染及紫外損害保證核酸樣品的完整性。

Genevac真空離心濃縮儀

濃縮干燥DNA樣本，Genevac真空離心濃縮儀是合適的選擇，Genevac系統廣泛應用于DNA樣品制備與純化處理，不論是處理PCR前的簡單的小體積濃度DNA pellets，還是高通量處理許多純化DNA或寡核苷酸的樣品，都有不同的機型可供選擇。

如果你對上述產品或方案感興趣，歡迎隨時聯系Tegent德祥。

Genevac

英國Genevac是德祥集團資深合作伙伴之一。英國Genevac公司成立于1990年，隸屬SP Scientific旗下，一直專注于研究和生產各種離心蒸發濃縮設備，其產品廣泛應用于生命科學、制藥、化學、分析等領域。

德祥科技

德祥科技有限公司成立于1992年，總部位于中國香港特別行政區，分別在越南、廣州、上海、北京設立分公司。主要服務于大中華區和亞太地區——在亞太地區有27個辦事處和銷售網點，5個維修中心和2個樣機實驗室。

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