核酸提取以及常见问题.ppt
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1、关于核酸提取及关于核酸提取及常见问题常见问题第一张,PPT共四十二页,创作于2022年6月基因组基因组DNACTAB法法qCTAB法原理法原理(植物(植物DNA提取经典方法)提取经典方法)CTAB(hexadecyltrimethylammoniumbromide,十六烷基三甲基溴化铵),十六烷基三甲基溴化铵),是一种阳离子去污剂,可溶解细胞膜,并与核酸形成复合物。是一种阳离子去污剂,可溶解细胞膜,并与核酸形成复合物。该复合物在高盐溶液中(该复合物在高盐溶液中(0.7mol/LNaCl)是可溶的,通过有机溶剂抽提,)是可溶的,通过有机溶剂抽提,去除蛋白、多糖、酚类等杂质后加入乙醇沉淀即可使核酸
2、分离出来。去除蛋白、多糖、酚类等杂质后加入乙醇沉淀即可使核酸分离出来。注:注:CTAB溶液在低于溶液在低于15时会形成沉淀析出,因此在将其加入冰冷的时会形成沉淀析出,因此在将其加入冰冷的植物材料之前必须预热,且离心时温度不要低于植物材料之前必须预热,且离心时温度不要低于15。第二张,PPT共四十二页,创作于2022年6月qCTAB提取缓冲液的经典配方提取缓冲液的经典配方 组份 Tris-HCl (pH8.0)EDTA(pH8.0)NaCl CTAB-巯基乙醇 终浓度 100 mM 20 mM 1.4M2%(W/V)0.1%(V/V)使用前加入Tris-HCl(pH8.0)提供一个缓冲环境,防止
3、核酸被破坏;提供一个缓冲环境,防止核酸被破坏;EDTA螯合螯合Mg2+或或Mn2+离子,抑制离子,抑制DNase活性;活性;NaCl提供一个高盐环境,使提供一个高盐环境,使DNP充分溶解,存在于液相中;充分溶解,存在于液相中;CTAB溶解细胞膜,并结合核酸,使核酸便于分离;溶解细胞膜,并结合核酸,使核酸便于分离;-巯基乙醇是抗氧化剂,有效地防止酚氧化成醌,避免褐变,使酚容易去除巯基乙醇是抗氧化剂,有效地防止酚氧化成醌,避免褐变,使酚容易去除基因组基因组DNACTAB法法第三张,PPT共四十二页,创作于2022年6月qCTAB提取缓冲液的改进配方提取缓冲液的改进配方 组份 Tris-HCl(pH
4、8.0)EDTA(pH8.0)NaCl CTAB PVP40-巯基乙醇 终浓度 100 mM 20 mM1.4M3%(W/V)5%(W/V)2%(V/V)使用前加入vPVP(聚乙烯吡咯烷酮)是酚的络合物,能与多酚形成一种不溶的络(聚乙烯吡咯烷酮)是酚的络合物,能与多酚形成一种不溶的络合物质,有效去除多酚,减少合物质,有效去除多酚,减少DNA中酚的污染;同时它也能和多糖结合,中酚的污染;同时它也能和多糖结合,有效去除多糖。有效去除多糖。基因组基因组DNACTAB法法第四张,PPT共四十二页,创作于2022年6月q SDS法原理法原理基因组基因组DNASDS法法SDS是是一一种种阴阴离离子子去去垢
5、垢剂剂,在在高高温温(5565)条条件件下下能能裂裂解解细细胞胞,使使染染色色体体离析,蛋白变性,释放出核酸;离析,蛋白变性,释放出核酸;提提高高盐盐(KAc或或NH4Ac)浓浓度度并并降降低低温温度度(冰冰浴浴),使使蛋蛋白白质质及及多多糖糖杂杂质质沉沉淀,离心后除去沉淀;淀,离心后除去沉淀;上清液中的上清液中的DNA用酚用酚/氯仿抽提,反复抽提后用乙醇沉淀水相中的氯仿抽提,反复抽提后用乙醇沉淀水相中的DNA。组份Tris-HCl(pH8.0)EDTA(pH 8.0)NaCl SDS终浓度 10 mM 20 mM 0.4M 2%q SDS法法DNA提取缓冲液提取缓冲液第五张,PPT共四十二页
6、,创作于2022年6月基因组基因组DNA其它方法其它方法物理方式物理方式:玻璃珠法、:玻璃珠法、超声波法、研磨法、冻融法超声波法、研磨法、冻融法化学方式化学方式:异硫氰酸胍法、碱裂解法:异硫氰酸胍法、碱裂解法生物方式生物方式:酶法:酶法q根据细胞裂解方式的不同有:根据细胞裂解方式的不同有:第六张,PPT共四十二页,创作于2022年6月基因组基因组DNA其它方法其它方法吸附材料结合法:吸附材料结合法:q根据核酸分离纯化方式的不同有:根据核酸分离纯化方式的不同有:硅质材料硅质材料阴离子交换树脂阴离子交换树脂磁珠磁珠高盐低高盐低pHpH值结合核酸,低盐高值结合核酸,低盐高pHpH值洗脱。值洗脱。快捷
7、高效。快捷高效。低盐高低盐高pHpH值结合核酸,高盐低值结合核酸,高盐低pHpH值洗脱。值洗脱。适用于纯度要求高的实验。适用于纯度要求高的实验。磁性微粒挂上不同基团可吸附不同的目的物,磁性微粒挂上不同基团可吸附不同的目的物,从而达到分离目的。从而达到分离目的。第七张,PPT共四十二页,创作于2022年6月基因组基因组DNA其它方法其它方法浓盐法浓盐法:有机溶剂抽提法:有机溶剂抽提法:密度梯度离心法:密度梯度离心法:利用利用RNP和和DNP在盐溶液中溶解度不同,将二者分离在盐溶液中溶解度不同,将二者分离有机溶剂作为蛋白变性剂,同时抑制核酸酶的降解作用有机溶剂作为蛋白变性剂,同时抑制核酸酶的降解作
8、用利用不同内容物密度不同的原理分离各种内容物利用不同内容物密度不同的原理分离各种内容物第八张,PPT共四十二页,创作于2022年6月质粒质粒DNA碱裂解法碱裂解法q碱裂解法原理碱裂解法原理染色体染色体DNADNA比质粒比质粒DNADNA分子大得多,且染色体分子大得多,且染色体DNADNA为为线状分子,而质线状分子,而质粒粒DNADNA为共价闭合环状分子;为共价闭合环状分子;当用碱处理当用碱处理DNADNA溶液时,线状染色体溶液时,线状染色体DNADNA容易发生变性,共价闭容易发生变性,共价闭环的质粒环的质粒DNADNA在回到中性在回到中性pHpH时即恢复其天然构象;时即恢复其天然构象;变性染色
9、体变性染色体DNADNA片段与变性蛋白质和细胞碎片结合形成沉淀,片段与变性蛋白质和细胞碎片结合形成沉淀,而复性的超螺旋质粒而复性的超螺旋质粒DNADNA分子则以溶解状态存在液相中,从分子则以溶解状态存在液相中,从而可通过离心将两者分开。而可通过离心将两者分开。第九张,PPT共四十二页,创作于2022年6月质粒质粒DNA碱裂解法碱裂解法q碱裂解法流程图碱裂解法流程图对数期菌体对数期菌体溶液溶液III中和中和溶液溶液I充分重悬充分重悬溶液溶液II裂解裂解上清液上清液抽提抽提离心洗涤离心洗涤酒精沉淀酒精沉淀干燥溶解干燥溶解沉淀沉淀质粒质粒DNA溶液溶液第十张,PPT共四十二页,创作于2022年6月质
10、粒质粒DNA煮沸法煮沸法q煮沸法原理煮沸法原理染色体染色体DNADNA比质粒比质粒DNADNA分子大得多,且染色体分子大得多,且染色体DNADNA为为线状分子,而线状分子,而质粒质粒DNADNA为共价闭合环状分子;为共价闭合环状分子;当加热处理当加热处理DNADNA溶液时,线状染色体溶液时,线状染色体DNADNA容易发生变性,共价闭环容易发生变性,共价闭环的质粒的质粒DNADNA在冷却时即恢复其天然构象;在冷却时即恢复其天然构象;变性染色体变性染色体DNADNA片段与变性蛋白质和细胞碎片结合形成沉淀,片段与变性蛋白质和细胞碎片结合形成沉淀,而复性的超螺旋质粒而复性的超螺旋质粒DNADNA分子则
11、以溶解状态存在液相中,从而分子则以溶解状态存在液相中,从而可通过离心将两者分开。可通过离心将两者分开。第十一张,PPT共四十二页,创作于2022年6月细胞器细胞器DNA差速离心法差速离心法q差速离心法原理差速离心法原理是利用物质比重的不同分离混合物的一种方法。是利用物质比重的不同分离混合物的一种方法。将待分离物质置于均匀介质(蔗糖)中,以一定的转速进行离将待分离物质置于均匀介质(蔗糖)中,以一定的转速进行离心,比重大的物质优先沉降,比重小的却处于上层,从而得以心,比重大的物质优先沉降,比重小的却处于上层,从而得以分离。分离。线粒体和叶绿体是生物体内半自主性细胞器,自身可编码蛋白,线粒体和叶绿体
12、是生物体内半自主性细胞器,自身可编码蛋白,它们的它们的比重和大小一定,因而在同一离心场内的沉降速度也一定,根据比重和大小一定,因而在同一离心场内的沉降速度也一定,根据这一原理,常用不同转速的离心法,将细胞内各种组分分级分离出来。这一原理,常用不同转速的离心法,将细胞内各种组分分级分离出来。第十二张,PPT共四十二页,创作于2022年6月第一部分:第一部分:DNA提取方法简介提取方法简介第二部分:第二部分:DNA提取常见问题、提取常见问题、原因分析及其对策原因分析及其对策内容内容第三部分:第三部分:RNA提取方法简介提取方法简介第四部分:第四部分:RNA提取及其提取及其RT-PCR常见常见问题、
13、原因分析及其对策问题、原因分析及其对策第二部分:第二部分:DNA提取常见问题、提取常见问题、原因分析及其对策原因分析及其对策第十三张,PPT共四十二页,创作于2022年6月DNA提取的基本步骤提取的基本步骤I.I.材料准备材料准备II.II.破碎细胞或包膜内容物释放破碎细胞或包膜内容物释放III.III.核酸分离、纯化核酸分离、纯化IV.IV.沉淀或吸附核酸,并去除杂质沉淀或吸附核酸,并去除杂质V.V.核酸溶解在适量缓冲液或水中核酸溶解在适量缓冲液或水中第十四张,PPT共四十二页,创作于2022年6月材料准备材料准备最好使用新鲜材料,最好使用新鲜材料,低温保存的样低温保存的样品材料不要反复冻融
14、品材料不要反复冻融提取血液基因组提取血液基因组DNA时,要选择时,要选择有核细胞(白细胞)有核细胞(白细胞)组培细胞培养时间不能过长,否则组培细胞培养时间不能过长,否则会造成会造成DNA降解降解含病毒的液体材料含病毒的液体材料DNADNA含量较少,含量较少,提取前先富集提取前先富集基因组基因组DNADNA的提取的提取质粒质粒DNADNA的提取的提取使用处于对数期的新鲜菌体(老化菌使用处于对数期的新鲜菌体(老化菌体导致开环质粒增加)体导致开环质粒增加)培养时应加入筛选压力,否则菌体培养时应加入筛选压力,否则菌体易污染,质粒易丢失易污染,质粒易丢失尽量选择高拷贝的质粒,如为低拷贝尽量选择高拷贝的质
15、粒,如为低拷贝或大质粒,则应加大菌体用量或大质粒,则应加大菌体用量菌株不要频繁转接(质粒丢失)菌株不要频繁转接(质粒丢失)第十五张,PPT共四十二页,创作于2022年6月细胞裂解细胞裂解材料应适量,过多会影响裂解,导材料应适量,过多会影响裂解,导致致DNA量少,纯度低量少,纯度低针对不同材料,选择适当的裂解预针对不同材料,选择适当的裂解预处理方式:处理方式:植物材料液氮研磨植物材料液氮研磨动物组织匀浆或液氮研磨动物组织匀浆或液氮研磨组培细胞蛋白酶组培细胞蛋白酶K细菌溶菌酶破壁细菌溶菌酶破壁酵母破壁酶或玻璃珠酵母破壁酶或玻璃珠高温温浴时,定时轻柔振荡高温温浴时,定时轻柔振荡基因组基因组DNADN
16、A的提取的提取质粒质粒DNADNA的提取的提取菌体量适当菌体量适当培养基去除干净,同时保证菌体在悬培养基去除干净,同时保证菌体在悬浮液中充分悬浮浮液中充分悬浮变性的时间不要过长(变性的时间不要过长(5分钟),否则分钟),否则质粒易被打断质粒易被打断复性时间也不宜过长,否则会有基因复性时间也不宜过长,否则会有基因组组DNA的污染的污染G菌、酵母质粒的提取,应先用菌、酵母质粒的提取,应先用酶法或机械法处理,以破壁酶法或机械法处理,以破壁第十六张,PPT共四十二页,创作于2022年6月核酸分离、纯化核酸分离、纯化采用吸附材料吸附的方式分离采用吸附材料吸附的方式分离DNA时,应提供相应的缓冲体时,应提
17、供相应的缓冲体系系采用有机(酚采用有机(酚/氯仿)抽提时应充分混匀,但动作要氯仿)抽提时应充分混匀,但动作要轻柔轻柔离心分离两相时,应保证一定的转速和时间离心分离两相时,应保证一定的转速和时间针对不同材料的特点,在提取过程中辅以相应的去杂质的方针对不同材料的特点,在提取过程中辅以相应的去杂质的方法法基因组基因组DNADNA的提取的提取质粒质粒DNADNA的提取的提取第十七张,PPT共四十二页,创作于2022年6月核酸分离、纯化核酸分离、纯化q蛋白质的去除:蛋白质的去除:酚酚/氯仿抽提氯仿抽提使用变性剂变性(使用变性剂变性(SDSSDS、异硫氰酸胍等)、异硫氰酸胍等)高盐洗涤高盐洗涤蛋白酶处理蛋
18、白酶处理第十八张,PPT共四十二页,创作于2022年6月q多糖的去除:多糖的去除:高盐法:用乙醇沉淀时,在待沉淀溶液中加入高盐法:用乙醇沉淀时,在待沉淀溶液中加入1/21/2体积体积的的5M NaCl5M NaCl,高盐可溶解多糖。,高盐可溶解多糖。用多糖水解酶将多糖降解。用多糖水解酶将多糖降解。在提取缓冲液中加一定量的氯苯在提取缓冲液中加一定量的氯苯(1/2(1/2体积体积),氯苯可以与多,氯苯可以与多糖的羟基作用,从而去除多糖糖的羟基作用,从而去除多糖 。用用PEGPEG80008000代替乙醇沉淀代替乙醇沉淀DNADNA:在:在500L DNA500L DNA液中加入液中加入200l 2
19、00l 20%PEG20%PEG8000 8000(含含1.2 M NaCl)1.2 M NaCl),冰浴,冰浴20min20min。核酸分离、纯化核酸分离、纯化第十九张,PPT共四十二页,创作于2022年6月q多酚的去除:多酚的去除:在抽提液中加入防止酚类氧化的试剂:在抽提液中加入防止酚类氧化的试剂:-巯基乙醇、抗坏血巯基乙醇、抗坏血酸、半胱氨酸、二硫苏糖醇等酸、半胱氨酸、二硫苏糖醇等加入易与酚类结合的试剂:如加入易与酚类结合的试剂:如PVPPVP、PEG(PEG(聚乙二醇聚乙二醇),它们与,它们与酚类有较强的亲和力,可防止酚类与酚类有较强的亲和力,可防止酚类与DNADNA的结合的结合核酸分
20、离、纯化核酸分离、纯化q盐离子的去除:盐离子的去除:7070的乙醇洗涤的乙醇洗涤第二十张,PPT共四十二页,创作于2022年6月核酸沉淀、溶解核酸沉淀、溶解当沉淀时间有限时,用预冷的乙醇或异丙醇沉淀,沉淀会更充分当沉淀时间有限时,用预冷的乙醇或异丙醇沉淀,沉淀会更充分沉淀时加入沉淀时加入1/10体积的体积的NaAc(pH5.2,3M),有利于充分沉淀),有利于充分沉淀沉淀后应用沉淀后应用70的乙醇洗涤,以除去盐离子等的乙醇洗涤,以除去盐离子等晾干晾干DNA,让乙醇充分挥发(不要过分干燥),让乙醇充分挥发(不要过分干燥)若长期储存建议使用若长期储存建议使用TE缓冲液溶解缓冲液溶解TE中的中的ED
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