核酸提取和纯化以及我们如何节省您的时间和金钱

手动方法在很大程度上依赖于结合化合物。最终的过程是非常耗时的，需要在每个步骤中引起实验室技术人员的关注。交叉污染的风险也增加。同样，这些方法中的大多数都需要重复的离心步骤，然后根据样品的类型和其他机械处理去除上清液。

通常，基本的提取方法包括四个步骤：

1. 细胞裂解，以破坏细胞/组织
2. 核蛋白复合物的变性
3. RNA/DNA核酸酶的灭活（RNase for RNA提取和DNase用于DNA提取的DNase）
4. 避免污染

一种常见的方法是将硫氰酸硫苷，苯酚，氯仿和乙醇组合使用来分离和提取靶核酸，从而去除蛋白质和盐的杂质与核酸的杂质。这为整体过程增加了多个分离和纯化步骤，例如重复离心。

另一种方法涉及碱性裂解，可用于分离质粒DNA。这与细菌培养基（例如大肠杆菌）很好地配合使用，并使用十二烷基硫酸钠（SDS）通过与硫酸盐涂层涂层DNA诱导DNA的碱性变性。然后在离心后回收质粒DNA。

传统的提取方案和方法通常太难定期使用。而且，由于提取和纯化是生物学研究和临床诊断的重要组成部分，因此所使用的方法已被简化。

实际上，简化的需求导致了多种半自动方法的发展，例如固相核酸纯化，可作为提取试剂盒获得。

该方法包括基于自旋柱的核酸纯化，这种方法可以迅速将核酸二氧化硅作为固相 - 以及可通过众多制造商获得的纯化试剂盒，使科学家能够加快纯化过程，从而导致纯化过程更有效的提取程序。它涉及四个类似但简化的步骤：

1. 细胞裂解破坏细胞/组织
2. 核酸吸收
3. 避免污染的同时洗涤
4. 洗脱

这种半自动化的方法使用各种物质进行纯化，最常用的是二氧化硅矩阵（这些材料包括二氧化硅和玻璃颗粒以及玻璃粉末和纤维），磁珠和阴离子 - 交换树脂。

实际上，使用磁珠本质上是将过滤，离心和分离为单个纯化步骤。

基于磁珠的核酸纯化，也称为基于粒子的纯化，是一种结合洗脱过程，其中靶核酸与珠子结合并洗涤，并最终与其他核酸或杂质分离展示。

这是使用由磁分离架施加的磁场进行的，该磁场将结合的核酸从水溶液中存在的其余污染物中拉开。它类似于基于二氧化硅的方法，该方法也使用结合洗脱过程。

除了纯化之外，这些半自动化的提取过程和商业套件通常遵循一系列复杂的步骤，需要类似的工作才能获得较低的收益，就像手动方法一样）。

因此，已经开发了自动化的高通量系统。重要的是要考虑您的实验室是否可以从这种系统中受益。

由于制造商（如Thermo Fisher Scientific和Qiagen）提供的自动提取系统的发展，DNA和DNA隔离的提取已得到加速。

这些系统极大地简化了整个提取过程，并允许无需进行专业培训而进行高通量。实际上，这些自动化系统提供的易用性意味着您和您的团队培训较少。

自动化系统不仅会降低所需的工作时间和人工成本，还可以提高核酸提取和纯化的安全性，质量和可靠的高收率。

但是，要使用手动提取方法竞争，自动化系统必须满足几个要求：可再现的结果，最小的交叉污染，易用性和高质量的下游测试，以及技术人员必须花费的时间大幅度减少与乐器。

使用自动系统时涉及三个主要步骤：

1. 将试剂添加到液体样品中
2. 将套件使用的墨盒放入机器中
3. 开始您的过程

自动化仪器倾向于利用固相核酸提取中使用的相同试剂盒，但会大大减少完成该过程所需的时间和精力。与过去的手动方法相比，科学家认为自动化系统使核酸提取和纯化变得更简单，更快和准确。

自动化系统最成功的例子是自动化液体处理程序，这些液体处理程序通常在许多生命科学和临床分析实验室中用于将样品，试剂或其他液体分配给指定容器的精确量。

使用固相或磁珠方法开发了完全自动化的核酸提取方案，但是，在某些情况下，由于降解的核酸靶标可能会丢失，因此在某些情况下，高通量可能会损害总体敏感性。

除了手动和自动核酸提取方法之间的差异外，还有其他一些重要区别。具体而言，基因组DNA分离和质粒DNA分离之间的区别。

基因组DNA分离需要强裂解以将基因组DNA释放到溶液中。这意味着进行细胞膜的酶促分解或机械分解。如果使用酶进行细胞破坏，则通常使用蛋白酶K和溶菌酶。

机械故障通常涉及在涡旋上使用珠子跳动。之后，使用诸如氯仿提取的方法来实现DNA纯化，其中苯酚/氯仿用于清洁脂质双层，蛋白质和其他细胞碎屑。

相比之下，质粒DNA分离通常需要轻度碱性裂解，以便将质粒DNA与基因组DNA一起进入溶液中。

另外，在基因组DNA分离和细胞裂解之后，基因组DNA可以从脂质膜和蛋白质中纯化。另一方面，在质粒DNA分离过程中，用乙酸钾中和将与基因组DNA分离质粒DNA。

全血样品类型是用于获得DNA的主要来源之一，并且有许多不同的方案可在此类样品上进行核酸提取。