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        🔥 DNA 提取的原理,步骤,优缺点总结

        相关实验:DNA 的提取实验

        最新修订时间:

        丁香实验推荐阅读

        合作专家 | 刘欢硕士

        生物化学分子生物 中国农业科学院

        丁香实验推荐阅读

        审核专家 | 陈慕华博士

        肿瘤学 北京大学

        简介

        总结了用不同方法提取 DNA 的原理,步骤,还有各个方法的优缺点。

        原理

        一般分为裂解和纯化两大步骤,裂解是破坏样本的结构,从而释放出 DNA;纯化则是去除体系中的蛋白质,盐及其他杂质。

        用途

        用于 DNA 的提取。

        材料与仪器

        ① 代提取样本

        ② 移液器

        ③ 离心机

        步骤

        1、氯仿抽提法

        原理:

        利用氯仿对裂解体系进行反复抽提,使蛋白质变性,以去除蛋白质,使 DNA 从核蛋白中游离出来,后续进行 DNA 纯化。

        材料:

        需要提取 DNA 的样本(常规的动植物组织,微生物),SDS 和 CTAB 等裂解液,氯仿,异丙醇,75% 乙醇,EP 管,移液器,离心机等。

        步骤:

        1)将适量研磨好的组织放入 1.5 mL 的 EP 管内,加入裂解液,轻轻涡旋混匀,60 ℃ 水浴 30~60 min(期间上下轻柔颠倒混匀几次);

        2)待冷却至室温,加等体积的氯仿,轻轻混匀,室温静置后离心;

        3)拿出干净的 EP 管,加入适量的异丙醇(好处是不用换枪头,防止交叉污染);

        4)吸步骤 2)离心完的 EP 管里的上清到异丙醇中(尽量只吸取上清),轻轻混匀,置于 -20 ℃ 冰箱静置 15~20 min;

        5)离心,弃上清,得到 DNA 沉淀,并用枪头吸干多余的异丙醇;

        6)1 mL 75% 乙醇洗涤沉淀,离心,弃上清,顺势离心,用枪头吸出多余乙醇;

        7)室温晾干,加入适量的 ddH2O,待 DNA 溶解后置于 -20 ℃ 保存备用。

        优缺点:

        优点是成本低,缺点是使用了氯仿和异丙醇等有毒试剂,毒性较大,且得到的 DNA 回收率低,纯度低。

        2、离心柱法

        原理:

        离心柱上有一层硅基质膜,在高盐低 pH 条件下,DNA 吸附于膜上,通过一系列的漂洗离心后,通过漂洗液等将细胞代谢物和蛋白质等杂质去除,最后在低盐高 pH 的条件下洗脱,释放出 DNA。

        材料:

        需要提取 DNA 的样本(血液/细胞/组织 DNA),试剂盒(离心柱型),离心机,移液器,无水乙醇等。

        步骤:

        1)平衡液预处理

        取一个新的吸附柱放在收集管中,悬空滴加平衡液至离心柱中,离心,倒掉收集管中的废液,将离心柱放回收集管中,备用;

        2)处理材料:如提取材料为血液,可直接使用新鲜、冷冻或加入各种抗凝剂的血液;贴壁培养的细胞和动物组织应先处理为细胞悬液,然后离心,弃上清,加入缓冲液 1,振荡至彻底悬浮;

        3)加入蛋白酶 K,混匀:提取血液和细胞基因组时,只需加入蛋白酶 K 混匀,即可继续进行下一步;提取组织基因组时,加入蛋白酶 K 混匀,需在 56 ℃ 放置,直至组织溶解,简短离心以去除管盖和内壁的水珠,再进行下一步骤;

        4)加入缓冲液 2,充分颠倒混匀,70 ℃ 放置 10 min,溶液应变清亮,简短离心以去除管盖和内壁的水珠;

        5)加入水乙醇,充分振荡混匀 15 s,此时可能会出现絮状沉淀,简短离心以去除管盖和内壁的水珠;

        6)将上一步所得溶液和絮状沉淀都加入一个吸附柱中(吸附柱放入收集管中),离心,弃废液,将吸附柱放回收集管中;

        7)向吸附柱中加入缓冲液 3(注意:使用前请确保已加入无水乙醇!),离心,弃废液,将吸附柱放入收集管中;

        8)向吸附柱中加入漂洗液(注意:使用前请确保已加入无水乙醇!),离心,弃废液,将吸附柱放入收集管中;

        9)重复操作步骤 8;

        10)将吸附柱放回收集管中,离心,尽量去除漂洗液,将吸附柱置于室温放置数分钟,以彻底晾干吸附材料中残余的漂洗液;

        11)将吸附柱转入一个干净的离心管中,向吸附膜的中间部位加适量洗脱液,室温放置 3~5 min,离心;将得到的溶液重新放回吸附柱中,室温放置 2 分钟,离心,收集 DNA ;

        12)DNA 可以存放在 2~8 ℃,若要长时间存放,可以放置在 -20 ℃。

        优缺点:

        优点是提取到的 DNA 纯度高,价格相对低廉,操作便捷,缺点是使用的样本和耗材多,同时需要反复离心不便于自动化操作。

        3、磁珠法

        材料:

        需要提取 DNA 的样本,磁珠,裂解液,洗涤液,离心机,移液器等。

        步骤:

        1)裂解:取研磨好的组织,放入 EP 管中,加入裂解液,使核酸从细胞或组织中释放出来;

        2)结合:离心取上清,加入震荡混匀的磁珠结合液,颠倒混匀,将 EP 管置于磁力架上轻柔地颠倒混匀数次进行分离,然后离心,弃废液;

        3)洗涤:加入漂洗液 1,轻柔地颠倒混匀数次进行磁分离,然后离心,弃废液;

        4)洗涤:加入漂洗液 2,轻柔地颠倒混匀数次进行磁分离,然后离心,弃废液;

        5)洗涤:重复步骤 4),吸净管盖及管底的废液,开盖,室温静置干燥;

        6)洗脱:加入洗脱液,放置水浴锅中温育后磁分离,吸取上清到新的 EP 管中,进行下游实验。

        优缺点:

        优点是操作简单,用时短,能够实现自动化操作,安全无毒,DNA 得率高纯度高,灵敏度高;缺点是成本较高。

        注意事项

        1、所有的离心步骤均在室温完成,均使用台式离心机;

        2、DNA 纯化过程中进行洗涤时,尽量吸净管盖和管底的废液;

        3、实验前将需要的水浴先预热到需要的温度备用;

        4、洗涤结束后,要开盖室温放置数分钟,让液体挥发干净,否则会影响后续的实验;

        5、样品需要避免反复冻融,否则会导致 DNA 的得率。

        常见问题

        1、最终没得到 DNA,可能是漂洗液中没有预先加入无水乙醇;

        2、DNA 得率低,可能是样本不新鲜或者样本经过反复冻融。

        来源:丁香实验

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