核酸提取實驗原理、純化方法及應用領域
一，什么是核酸酶
核酸是一類由核苷酸聚合成的生物大分子，是構成生命所必需的基本物質之一，在生命系統(tǒng)中主要起到作為遺傳信息載體的作用，主要分為脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），其中RNA又可以根據(jù)功能的不同分為核糖體RNA(r RNA)，信使RNA（m RNA）和轉運RNA（t RNA）等。
核酸廣泛存在于所有動植物細胞、微生物內、生物體內，常與蛋白質結合形成核蛋白。不同的核酸，其化學組成、核苷酸排列順序等不同。DNA主要集中在細胞核內，線粒體和葉綠體中，而RNA主要分布在細胞質當中。
二，核酸提取類型
1，總RNA提取
總RNA中，75-85%為rRNA（主要是28S-26S/23S和18S/16S rRNA），其余的由分子量大小和核苷酸序列各不相同的mRNA和小分子RNA如tRNA、5S rRNA、5.8S rRNA、miRNA、siRNA、小核RNA（small nuclear RNA，snRNA）及核仁小分子RNA（small nuceolar RNA，snoRNA）等組成。
2，miRNA提取
MicroRNAs（miRNAs）是小型的、高度保守的RNA分子，如小干擾RNAs（siRNAs），通過與他們的堿基配對調節(jié)其同源mRNA的分子表達，以預防通過各種機制的表達。他們已成為進行發(fā)育、細胞增殖、分化和細胞周期的重點監(jiān)管機構。
3，基因組DNA提取
進行基因結構和功能研究以及基因診斷，通常要求得到的片段長度不小于100～200kb。在DNA提取過程中應盡量避免使DNA斷裂和降解的各種因素，以保證DNA的完整性，為后續(xù)的實驗打下基礎。
4，質粒抽提
質粒抽提方法即去除RNA，將質粒與細菌基因組 DNA分開，去除蛋白質及其它雜質，以得到相對純凈的質粒。
5，cfDNA提取和cfRNA提取
三，傳統(tǒng)核酸酶提取實驗原理
核酸提取實驗涉及到兩個基本原理：細胞裂解和核酸沉淀。
1，細胞裂解是將DNA從細胞壁和細胞膜中釋放出來的過程，在此過程中，各種物理和化學手段如冰凍-破碎、酶解和離子交換等可以使細胞破裂，釋放出核酸；
2，核酸沉淀則是將DNA從其他雜質中分離出來的過程。這里的關鍵技巧是利用離心機和酒精洗滌。離心機的高速旋轉讓細胞碎片沉積在管底，而酒精則幫助DNA在管壁上形成白色絮狀物，方便我們提取。
四，核酸提取純化方法解決
1，煮沸裂解法
此法一般用于DNA的手工提取。染色體DNA比質粒DNA分子大很多，且染色體DNA為線狀分子，而質粒DNA為共價閉合環(huán)裝分子；當加熱處理DNA溶液時，線狀染色體DNA容易發(fā)生變性，共價閉合的質粒DNA在冷卻時即恢復其天然構象；變性染色體DNA片段與變性蛋白質和細胞碎片結合形成沉淀，而復性的超螺旋質粒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。
2，磁珠法
對超順磁性納米顆粒的表面進行改良和表面修飾后，制備成超順磁性氧化硅納米級磁珠。該磁珠能與核酸分子特異性結合。利用氧化硅納米微球的超順磁性，在Chaotropic鹽(鹽酸胍、異硫氰酸胍等)和外加磁場的作用下，從血液、動物組織、食品、病原微生物等樣本中分離出DNA和RNA。
3，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。用苯酚處理勻漿液時，由于蛋白與DNA的聯(lián)結鍵已斷，蛋白分子表面又含有很多極性基團與苯酚相似相溶，同時苯酚抑制了DNase的降解作用，蛋白質分子溶于酚相，而DNA溶于水相。離心分層后取出水層，多次重復操作，再合并含DNA 的水相，利用核酸不溶于醇的性質，用乙醇沉淀DNA。離心后，DNA可取出。
4，陰離子去污劑法
用SDS或二甲苯酸鈉等去污劑使蛋白質變性，可以直接從生物材料中提取DNA。由于細胞中DNA與蛋白質之間常借靜電引力或配位鍵結合，同時陰離子去污劑能夠破壞這種價鍵，所以常用陰離子去污劑提取DNA。
5，離心柱法
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，然后利用高鹽低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。
6，熱裂解堿法
堿裂解法是基于DNA的變性與復性差異而達到分離目的的。堿性使質粒DNA變性，再將pH值調至中性使其復性，復性的為質粒DNA，而染色體DNA不會復性，纏結成網(wǎng)狀物質，通過離心除去。
7，CTAB法原理（植物DNA提取經典方法）
CTAB（hexadecyltrimethylammoniumbromide，十六烷基三甲基溴化銨），是一種陽離子去污劑，具有從低離子強度溶液中沉淀核酸與酸性多聚糖的特性。在高離子強度的溶液中(>0.7mol/L NaCl)，CTAB與蛋白質和多聚糖形成復合物，只是不能沉淀核酸。通過有機溶劑抽提，去除蛋白、多糖、酚類等雜質后加入乙醇沉淀即可使核酸分離出來。
8，其他方法
除了上述常用的方法之外，還有超聲法、酶解法及濃鹽法等等多種方法。
五，核酸分離注意事項與方案選擇
1，注意事項
分離純化核酸時，為了保證核酸結構與功能的研究，完整的一級結構是最基本的要求，因為遺傳信息全部貯存在一級結構之中，核酸的一級結構還決定其高級結構的形式以及和其它生物大分子結合的方式。
➤ 盡量簡化操作步驟，縮短提取過程，以減少各種有害因素對核酸的破壞；
➤ 減少化學因素對核酸的降解，為避免過酸、過堿對核酸鏈中磷酸二酯鍵的破壞，操作多在 pH4 - 10 的條件下進行；
➤ 減少物理因素對核酸的降解，物理降解因素主要是機械剪切力，其次是高溫；
➤ 防止核酸的生物降解，細胞內或外來的各種核酸酶消化核酸鏈中的磷酸二酯鍵，直接破壞核酸的一級結構。
2，方案選擇
想要拿到好實驗結果，我們應該先學會根據(jù)具體的實驗材料和實驗要求來選擇合適的方法。核酸提取的方案，應根據(jù)具體生物材料和待提取的核酸分子的特點而定，對于某特定細胞器中富集的核酸分子，事先提取該細胞器，然后提取目的核酸分子的方案，可獲得完整性和純度兩方面質量均高的核酸分子。
六，核酸純化提取應用領域
核酸純化系統(tǒng)/核酸提取儀廣泛應用于生命科學研究和臨床診斷中的核酸提取和純化過程。具體應用包括以下幾個方面：
1，基因組學研究：核酸純化系統(tǒng)可以用于從細胞、組織或體液樣本中提取并純化核酸，為基因組測序、SNP分析、CNV和突變檢測等提供高質量的DNA/RNA樣品。
2，蛋白質研究：核酸純化系統(tǒng)可以用于從細胞裂解液中去除蛋白質，使得后續(xù)的核酸分析更加準確和靈敏。在研究蛋白質-DNA/RNA相互作用、染色質組裝和修飾等方面具有重要作用。
3，臨床診斷：核酸純化系統(tǒng)在臨床診斷中非常重要。它可以用于從患者樣本中提取并純化病原體的核酸，以進行疾病診斷、藥物敏感性分析和基因檢測等。常見的應用包括病毒核酸提取、細菌分離和基因突變篩查等。
4，法醫(yī)學和遺傳學：核酸純化系統(tǒng)可以用于DNA提取和純化，以進行法醫(yī)學鑒定、親子關系鑒定、人類遺傳學研究等。這些研究和應用需要高質量的DNA樣本，核酸純化系統(tǒng)能夠提供符合要求的純化效果。
逐典Pannarase全能核酸酶優(yōu)勢：
1.無動物源性、無氨芐青霉素
2.杰出單位比酶活、更高效的核酸降解能力
3.先進的生產工藝，非傳統(tǒng)His標簽純化、排除引入金屬離子風險
4.嚴格的質控標準，內毒水平低，確保單位酶活的準確性以及批次間穩(wěn)定性
全能核酸酶應用條件：
全能核酸酶的酶活會受到多種因素的影響（例如溫度、pH、離子強度等），故用量范圍也會從0.1 U/mL-250 U/mL不等。因此，不同的操作環(huán)境下酶的最佳濃度不同，需要通過實驗設置梯度進行最佳條件的摸索。
