核酸提取和纯化以及我们如何节省时间和金钱

手动方法严重依赖于化学化合物。由此产生的过程是非常浪费的，需要在每一步中都有实验室技术人员的关注。交叉污染的风险也增加了。同样，这些方法中的大部分需要重复的离心步骤，然后取决于样品的类型和额外的机械处理去除上清液。

通常，基本提取方法由四个步骤组成：

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核酸酶的失活（RNA萃取和DNA提取的DNA酶的RNase）
4. 避免污染

一种常用方法是使用硫氰酸胍，苯酚，氯仿和乙醇组合分离和提取靶核酸，从核酸中除去蛋白质和盐的杂质。这增加了整个过程的多种分离和纯化步骤，例如重复离心。

另一种方法涉及碱性裂解，其可用于分离质粒DNA。这适用于细菌培养物（例如，例如大肠杆菌）并使用十二烷基硫酸钠（SDS）来诱导DNA的碱性变性，通过将其与硫酸盐涂覆。然后离心后回收质粒DNA。

传统的提取方案和方法通常太难定期使用。并且因为提取和纯化是生物学研究和临床诊断的重要组成部分，所使用的方法需要简化。

实际上，简化的需要导致了多种半自动方法的发展，例如固相核酸纯化，其可作为提取试剂盒使用。

该方法 - 它包括基于旋柱的核酸纯化，该方法将核酸二氧化硅迅速净化为固体相 - 和通过许多制造商可获得的纯化试剂盒，使科学家能够加快净化过程，导致净化过程。更有效的提取程序。它涉及四种类似但简化的步骤：

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

这种半自动方法使用各种物质进行纯化，最常用的是二氧化硅基质（这些材料包括二氧化硅和玻璃颗粒，也与玻璃粉末和纤维），磁珠和阴离子交换树脂。

实际上，使用磁珠基本上基于过滤，离心和分离成单一纯化步骤。

基于磁珠的核酸纯化，也称为基于颗粒纯化，是结合洗涤洗脱工艺，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。

这是使用由磁性分离齿条施加的磁场进行的，该磁场将结合的核酸拉出远离水溶液中存在的剩余污染物。它类似于基于二氧化硅的方法，该方法还利用了结合洗涤洗脱方法。

除了纯化，这些半自动提取过程和商业套件通常遵循一个复杂的一系列步骤，需要类似的工作量，因为手动方法是常见的。

因此，已经开发了自动化，高吞吐量系统。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等制造商提供的自动提取系统的开发，加速DNA和DNA隔离的提取。

这些系统大大简化了整个提取过程，并允许高吞吐量，而无需专业培训。实际上，这些自动化系统提供的易用性意味着对您和您的团队的培训较少。

自动化系统不仅减少所需的工作时间和劳动力成本，还可以提高核酸提取和纯化的安全性，质量和可靠性高产量。

然而，要与手动提取方法进行竞争，自动化系统必须满足几种要求：可重复的结果，最小的交叉污染，易用性以及下游测试的高质量输出，以及技术人员必须花费的时间大幅下降随着仪器。

使用自动化系统时有三个主要步骤：

1. 将试剂添加到液体样品中
2. 在机器中放置套件使用的墨盒
3. 开始你的过程

自动化仪器倾向于利用固相核酸提取的相同套件，但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，科学家们同意自动化系统使核酸提取和净化更简单，更快，更准确。

自动化系统中最成功的例子是自动化液体处理程序，其常规用于许多生命科学和临床分析实验室，用于分配给指定的容器的精确量的样品，试剂或其他液体。

使用固相或磁珠方法已经开发了全自动核酸提取方案，然而，在某些情况下，高通量可以损害整体敏感性，因为降解核酸靶可能会丧失。

除了手动和自动核酸提取方法之间的差异，还有一些其他重要的区别。具体地，基因组DNA分离和质粒DNA分离之间的区别。

基因组DNA分离需要强烈的裂解，以将基因组DNA释放成溶液。这意味着进行细胞膜的酶促或机械分解。如果使用酶进行细胞破坏，则使用蛋白酶K和溶菌酶是典型的。

机械击穿通常涉及在涡旋上使用珠子跳动。然后，使用诸如氯仿提取的方法实现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片。

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

另外，在基因组DNA分离期间和在细胞裂解之后，可以从脂质膜和蛋白质纯化基因组DNA。另一方面，在质粒DNA分离期间，用乙酸钾中和将分离来自基因组DNA的质粒DNA。

全血样品类型是用于获得DNA的主要来源之一，并且存在许多不同的方案可用于对这些样品进行核酸提取。