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換個(gè)視角認(rèn)識(shí)“核酸”——核酸提取方法及原理

來源：廣州虹科電子科技有限公司 2025年06月20日 19:25 10

核酸，想必大家在3年多的疫情背景下，對(duì)這個(gè)詞已經(jīng)十分熟悉了。我們總說測(cè)核酸、做核酸，那么核酸究竟是什么呢？其實(shí)，核酸是細(xì)胞內(nèi)的一種生物大分子，負(fù)責(zé)著生物體遺傳信息的攜帶和傳遞。核酸有脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）兩大類，DNA主要集中在細(xì)胞核、線粒體和葉綠體中，而RNA則主要發(fā)布在細(xì)胞質(zhì)中。

核酸是當(dāng)代分子生物學(xué)研究的基礎(chǔ)和重點(diǎn)，許多生物學(xué)的秘密和疑難雜癥都可以在核酸上找到答案，而核酸的提取作為開啟研究大門的步，很大程度上也影響著實(shí)驗(yàn)研究的成功與否。那么核酸的提取有何方法呢？本文就簡(jiǎn)單介紹一下幾種常見的核酸提取方法及原理。

核酸提取純化的原則與要求：

保證核酸一級(jí)結(jié)構(gòu)的完整性；
排除其他核酸分子的污染干擾（提取DNA時(shí)排除RNA干擾）；
核酸樣品中不應(yīng)有對(duì)酶有抑制作用的有機(jī)溶劑和高濃度金屬離子；
盡量將樣品中其他生物大分子如蛋白質(zhì)、多糖和脂類分子的污染降低到水平。

核酸提取的基本步驟：

核酸提取常見方法：

1. 氯仿抽提法

核酸提取的經(jīng)典方法。通過氯仿處理細(xì)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(jī)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(fù)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，之后再離心分離和純化溶解即可得到高純度核酸。

是成本低，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求較低；提取的核酸保持天然狀態(tài)；獲得的核酸純度高、片段大、效果好；缺點(diǎn)是操作較為繁瑣。

2. 煮沸裂解法

適用于提取細(xì)菌質(zhì)粒DNA。細(xì)菌染色體DNA多為線狀分子，而質(zhì)粒DNA為共價(jià)閉合環(huán)狀分子，當(dāng)加熱處理樣本溶液時(shí)，線粒體染色體DNA容易發(fā)生變性，而共價(jià)閉合的質(zhì)粒DNA在冷卻時(shí)就可恢復(fù)其天然超螺旋結(jié)構(gòu)；變性染色體DNA片段與變性蛋白質(zhì)和細(xì)胞碎片會(huì)結(jié)合形成沉淀，而復(fù)性的超螺旋質(zhì)粒DNA分子則以溶解狀態(tài)存在液相中，此時(shí)可通過離心將兩者分開，回收上清液中的質(zhì)粒DNA。

煮沸裂解法提取DNA，得量少，雜質(zhì)多，DNA可能會(huì)出現(xiàn)斷裂，主要適用于一些粗略的實(shí)驗(yàn)。

3. 堿裂解法

適應(yīng)提取質(zhì)粒DNA。這種方法是根據(jù)共價(jià)閉合環(huán)狀質(zhì)粒DNA與線性染色體DNA在拓?fù)鋵W(xué)上的差異來分離它們的。在強(qiáng)堿性條件下用SDS破壞和裂解細(xì)胞，使細(xì)胞蛋白質(zhì)和DNA變性，釋放出質(zhì)粒DNA，細(xì)胞碎片、蛋白質(zhì)和線粒體DNA會(huì)形成復(fù)合物沉淀，而質(zhì)粒DNA仍為可溶狀態(tài)，離心分離，去除雜質(zhì)，DNA保持在上清液中，可用酚氯仿抽提進(jìn)一步純化質(zhì)粒DNA。

對(duì)細(xì)菌的裂解、細(xì)菌染色體DNA及蛋白質(zhì)變性充分，提取的質(zhì)粒DNA產(chǎn)量高、純度好；但是質(zhì)粒DNA如果長(zhǎng)時(shí)間暴露在強(qiáng)堿性下容易發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變性，導(dǎo)致酶切困難，也不適合大質(zhì)粒的抽提。

4. 離心柱法

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，然后利用高鹽低PH結(jié)合核酸，低鹽高PH值洗脫，通過離心分離和純化核酸。

離心柱法操作相對(duì)簡(jiǎn)單，在市面上應(yīng)用較為廣泛。但是其具有樣本需求量大，損失多，對(duì)于樣本無能為力，同時(shí)不便于高通量、自動(dòng)化操作等劣勢(shì)。

5. 磁珠提取法

運(yùn)用納米技術(shù)對(duì)超順磁性納米顆粒的表面進(jìn)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(shí)別和高效結(jié)合。先使用細(xì)胞裂解液裂解細(xì)胞，帶有活性基團(tuán)的磁性顆粒可特異性吸附從細(xì)胞中游離出來的核酸分子，而樣品中的其他干擾物則很好的移除了，在磁場(chǎng)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），再用洗脫液洗脫即可得到純凈的DNA，獲得質(zhì)量較高的核酸模板。

磁珠法不需要離心、無需加入多種試劑，操作簡(jiǎn)單，符合核酸自動(dòng)化提取要求。但是成本較高，科研端使用很難普及。

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