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

核酸提取和純化是分子生物學試驗的基礎(chǔ),，在以下應用實驗中都需要進行核酸提取：

● 分析基礎(chǔ)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(jiān)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(fā)的病原體進行監(jiān)測和分類,；

● 通過微生物檢測和量化監(jiān)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(zhì)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(guān)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(zhì)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(jié)構(gòu)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(zhì)、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(jīng)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(zhì)，蛋白質(zhì)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(zhì),，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(zhì)吸附材料，能夠特定吸附DNA,，而RNA和蛋白質(zhì)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(tài)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(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,。

磁珠法

運用納米技術(shù)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(jié)合,。磁珠法利用了磁性顆?；钚曰鶊F在一定條件下可與核酸結(jié)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?？商禺愋晕綇募毎杏坞x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(zhì)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(jié)合核酸的用途而加以選擇。

如果對核酸提取的質(zhì)量要求不高,，可以選擇經(jīng)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(shù)量,，針對大批量的樣本,，優(yōu)選磁珠法自動化提取。如果對樣本數(shù)量較少,，則可以選擇柱膜法,，既快速又經(jīng)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(tǒng)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(jié)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(shù)據(jù)質(zhì)量

淺綠色-中等樣本數(shù)據(jù)質(zhì)量

紅色-樣品質(zhì)量差或無數(shù)據(jù)

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(tǒng)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,。

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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(chǎn)各種離心蒸發(fā)濃縮設備,，其產(chǎn)品廣泛應用于生命科學,、制藥、化學,、分析等領(lǐng)域,。

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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(qū),，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(qū)和亞太地區(qū)——在亞太地區(qū)有27個辦事處和銷售網(wǎng)點,，5個維修中心和2個樣機實驗室。

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