那些年的核酸提取方法:磁珠法核酸提取的崛起之路
隨著分子生物學技術(shù)的高速發(fā)展,以核酸雜交、核酸擴增及核酸序列分析為代表的分子診斷和檢測技術(shù)在諸多領域中日益凸顯出至關重要的作用。核酸提取作為分子診斷實驗的“第一步”,也是最關鍵的一步,其獲得的核酸質(zhì)量的優(yōu)劣將直接影響到下游分子生物學試驗的成敗。
核酸提取傳統(tǒng)方法
自1869年核酸被首次發(fā)現(xiàn)以來,許多研究者在核酸的提取方法上進行了不懈的探索,對核酸的各種材料和試劑進行了改進,十二烷基磺酸鈉、酚、脲和胍鹽等各種試劑紛紛被應用到核酸提取實驗中,各種用于核酸提取的商品化試劑盒也應運而生。其中,傳統(tǒng)的提取方法主要有:酚抽提法、堿裂解法、CTAB抽提法和EtBr-CsCl梯度離心法。這些傳統(tǒng)提取方法可從不同組織樣本中分離出DNA和RNA,但這些技術(shù)中包含沉淀和離心等操作步驟,其所需的生物樣本量較大,且提取的步驟較為繁雜、費時費力,得率也不高,難以實現(xiàn)自動化操作,另外,大部分的傳統(tǒng)方法中還需要用到有毒化學試劑,對操作人員的健康具有潛在危害,因此,伴隨著分子生物學以及高分子材料學的發(fā)展,從液相系統(tǒng)中分離核酸的傳統(tǒng)技術(shù)逐漸被以固相載體為基礎的新方法所取代。
固相載體吸附法
以固相吸附物載體為基礎的新型核酸提取方法主要有:旋轉(zhuǎn)離心柱提取法、玻璃珠吸附法、二氧化硅基質(zhì)法、陰離子交換法和納米磁珠提取法。這類方法的操作步驟主要可分為三個部分:(1)利用裂解液促使細胞破裂,使核酸釋放于液相中,(2)利用載體對核酸的較強親和力和吸附力,將釋放出來的核酸特異性地結(jié)合在特定載體上,使蛋白質(zhì)、多糖和脂類等其它雜質(zhì)依然游離于液相中,隨上清的移走而被除去,(3)通過調(diào)節(jié)洗脫液的離子強度和pH值,將吸附于載體上的核酸洗脫下來而得到純化后的核酸。
其中,離心柱法DNA提取試劑盒以其低廉的價格和相對便捷的操作,在市面上應用得較為廣泛,但隨著對DNA提取需求量的增多,離心柱法提取DNA的缺點也日益凸顯。樣本需求量大,損失多,對于珍稀樣本無能為力等成為離心柱法無法避免的缺點,同時離心柱法DNA提取過程需要反復離心,不便于高通量、自動化操作,與現(xiàn)代生物學實驗要求格格不入。為了適應現(xiàn)代分子生物學高通量,高靈敏度,自動化操作的發(fā)展需求,20世紀90年代,磁珠法DNA提取技術(shù)由此誕生,其原理是磁珠表面帶有特定的活性基團,在特定條件下能夠與核酸進行特異性可逆結(jié)合,同時利用磁珠自身具備的磁響應能力,在外加磁場的作用下可方便地進行定向移動與富集,進而實現(xiàn)對核酸的分離純化。
磁珠法核酸提取的優(yōu)勢
磁珠法DNA提取是納米科技與生物技術(shù)的完美結(jié)合,具有其它DNA提取方法不可比擬的優(yōu)勢:
(1)樣本需求量低:微量的材料即可提到高濃度的核酸;
(2)操作簡單快速:整個操作流程基本分為五步(裂解、結(jié)合、洗滌、干燥、洗脫),全程無需離心操作,大多可在30~60分鐘內(nèi)完成;
(3)質(zhì)量穩(wěn)定可靠:游離的磁珠與核酸的結(jié)合量更大,特異性的結(jié)合使得核酸純度更高,且可通過控制磁珠表面基團來調(diào)節(jié)核酸回收量;
(4)全自動化操作:采用核酸提取儀可實現(xiàn)自動化、高通量操作,一鍵啟動,即可實現(xiàn)幾十甚至幾百個樣品的提??;
(5)安全無毒無害:試劑不含酚、氯仿等有毒化學試劑,完全符合現(xiàn)代化環(huán)保理念。