《核酸的提取分离》课件

核酸的提取分离核酸提取分离技术是生物学研究的基础从生物样本中提取核酸，为后续的基因分析、分子诊断等提供材料课程目标掌握核酸提取的基本原熟悉各种核酸提取方法掌握核酸纯度检测方法了解核酸的应用领域理学习常用核酸提取方法，如酚/了解UV吸收法、凝胶电泳法等掌握核酸在医学、生物学、农了解核酸提取的步骤和方法，氯仿法、磁珠法等检测核酸纯度的方法业等领域的应用以及影响因素核酸的分类及特点脱氧核糖核酸DNA核糖核酸RNA核酸的分类DNA是一种双螺旋结构，携带遗传信息RNA是一种单链结构，参与蛋白质合成核酸可分为DNA和RNA，它们在结构，在细胞核中储存，在细胞核和细胞质中存在和功能上有所区别和的化学结构DNA RNA脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）都是核酸，是生物体重要的遗传物质DNA是双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成RNA是单链结构，由核糖核苷酸链组成DNA和RNA的结构不同，决定了它们在生物体内的不同功能核酸的物理化学性质

11.溶解性

22.吸收光谱核酸在水中溶解度较低，但在碱性溶液中溶解度较高核酸在紫外光区有最大吸收，峰值在260nm左右

33.热稳定性

44.酸碱性核酸在高温下会发生降解，双链DNA的热稳定性高于单链核酸在酸性条件下易发生水解，在碱性条件下则较为稳定DNA核酸的生物学功能遗传信息的储存蛋白质合成的模板生物催化剂细胞分裂与增殖DNA是遗传信息的载体，包含RNA作为蛋白质合成的模板，一些RNA具有催化功能，可以核酸参与细胞分裂和增殖过程了生物体发育和繁殖所需的所将DNA中的遗传信息传递给蛋加速特定的化学反应，保证遗传信息的传递有信息白质合成机器核酸提取的意义研究基础应用价值核酸提取是现代生物学研究的基础它为各种实验奠定了基础，核酸提取技术应用广泛，包括医学诊断、药物研发、生物技术、包括基因克隆、测序、基因表达分析等提取的核酸可以用于识食品安全、法医学等领域它为诊断疾病、监测疾病进展、研究别基因、研究基因表达、诊断疾病、进行亲子鉴定等基因突变、开发新药物等提供了有力工具核酸提取的原理分离利用核酸与蛋白质等其他生物大分子的性质差异，将核酸从细胞裂解液中分离出来1裂解2使用合适的裂解液破坏细胞膜和核膜，释放出核酸收集3通过离心或其他方法收集细胞或组织核酸提取的目的是从生物样品中分离出纯净的核酸，包括DNA和RNA核酸提取的方法

11.细胞破碎

22.蛋白质去除使用物理、化学或酶解方法破使用蛋白酶或酚/氯仿抽提法去坏细胞膜，释放核酸除蛋白质，确保核酸的纯度

33.核酸分离

44.核酸浓缩使用不同的方法分离核酸，如使用乙醇沉淀、膜分离等方法离心、层析或沉淀浓缩核酸，提高浓度细胞破碎的方法物理方法化学方法•机械破碎研磨、超声波破碎、匀浆、高压均质•表面活性剂SDS、Triton X-100•冷冻-解冻反复冻融破坏细胞膜•酶解溶菌酶、蛋白酶•渗透压冲击将细胞置于高渗溶液中•有机溶剂乙醇、丙酮蛋白质去除的方法蛋白酶消化法离心沉淀法酚/氯仿抽提法层析法使用蛋白酶将蛋白质降解，从利用蛋白质和核酸的密度差异利用酚/氯仿的性质，将蛋白质根据蛋白质和核酸的物理化学而实现去除，通过离心将蛋白质沉淀下来从水相中分离出来性质差异，利用层析方法分离核酸分离的方法密度梯度离心法层析分离法利用核酸和蛋白质的密度差异，根据核酸大小、电荷和亲和力，通过离心分离核酸选择合适的层析方法进行分离电泳分离法根据核酸的大小和电荷进行分离，常用于核酸纯度的检测等渗盐溶液法等渗盐溶液细胞形态提取核酸等渗盐溶液是一种常用的溶液，用于保持细等渗溶液的渗透压与细胞内的渗透压相同，在提取核酸时，使用等渗盐溶液可以使细胞胞的正常形态和功能可以防止细胞因水分流失或过度吸收而发生保持完整，避免核酸被破坏变形酚氯仿法/原理步骤酚/氯仿法利用酚和氯仿的密度差，以及核酸在水相中溶解度较高•细胞裂解的特点，将核酸从细胞裂解液中分离出来•加入酚/氯仿混合液酚和氯仿混合液能有效地去除蛋白质，使核酸保留在水相中•离心分离•收集水相•核酸沉淀离子交换树脂法离子交换树脂亲和性洗脱离子交换树脂是具有离子交换能力的合成高离子交换树脂根据核酸的电荷性质，选择性通过改变溶液的离子强度或pH值，改变核分子材料，通过离子交换作用实现核酸分离地吸附核酸，实现核酸与其他物质的分离酸与树脂的亲和性，洗脱出核酸吸附层析法

11.吸附剂

22.洗脱常见的吸附剂有硅胶、氧化铝选择合适的洗脱液，将吸附在、活性炭、离子交换树脂等，吸附剂上的核酸分子洗脱下来这些材料具有较大的表面积，，常用洗脱液包括高盐溶液、可以吸附核酸分子酸性溶液、碱性溶液等

33.优势吸附层析法操作简便，分离效率高，可以有效去除蛋白质和其他杂质，适用于小规模的核酸提取亲和层析法特异性结合配体选择利用核酸与特定配体之间的特异根据目标核酸类型，选择相应的性结合，实现核酸的分离纯化配体，例如寡核苷酸、抗体或蛋白质分离过程核酸与配体结合后，通过洗脱步骤将核酸分离纯化，例如使用高盐或竞争性配体核酸浓缩的方法离心浓缩膜过滤浓缩真空浓缩冷冻干燥浓缩利用离心力将核酸沉淀到管底使用特定的膜过滤，将核酸保利用真空将溶液蒸发，留下浓将溶液冷冻干燥，去除水分，，然后去除上清液留在膜上，去除溶液缩的核酸浓缩核酸乙醇沉淀法乙醇的作用盐的作用离心作用乙醇可以降低核酸的溶解度，使其从溶液中盐可以中和核酸的负电荷，使其更容易沉淀离心可以将沉淀的核酸收集到管底析出乙醇醋酸钠沉淀法-

11.沉淀效率

22.沉淀过程乙醇-醋酸钠沉淀法是常用的核加入乙醇和醋酸钠后，核酸会酸沉淀方法之一，效率高，适与乙醇形成沉淀，通过离心分用于各种核酸类型，包括DNA离得到核酸沉淀和RNA

33.适用范围

44.注意事项该方法适用于各种核酸样品，操作过程中需要注意温度控制包括纯化的核酸和粗提的核酸，避免过高或过低，防止核酸降解或沉淀不完全聚乙二醇沉淀法原理优点聚乙二醇PEG是一种水溶性聚PEG沉淀法操作简单，成本低廉合物，可以与水形成氢键当，可以有效地从溶液中沉淀核酸PEG的浓度达到一定程度时，PEG会与核酸形成沉淀缺点应用PEG沉淀法效率较低，容易导致PEG沉淀法广泛应用于核酸提取核酸降解，需要进一步纯化步骤、纯化和浓缩等领域膜分离技术微滤膜超滤膜纳滤膜反渗透膜微滤膜可去除细菌、酵母菌、超滤膜可去除蛋白质、多糖、纳滤膜可去除水中的重金属、反渗透膜可去除水中的所有溶藻类和悬浮颗粒物等，广泛应核酸等大分子物质，应用于生盐类、有机物等，在海水淡化解物质，广泛应用于纯水制备用于食品饮料、医药和生物工物制药、食品加工和水处理等、工业废水处理和食品加工中、海水淡化和污水处理等领域程等领域行业应用广泛核酸纯度检测的方法UV吸收法凝胶电泳法核酸在260纳米波长处有最大吸收值通过测量溶液在260纳米核酸在电场中会向正极移动，其迁移速度取决于分子大小和形状和280纳米处的吸光度，可以计算核酸的纯度通过凝胶电泳可以观察核酸的完整性和大小260/280比值应在

1.8-

2.0之间，表明核酸样本纯净，没有蛋白质样本条带清晰，没有拖尾或降解现象，表明核酸纯度高污染吸收法UV

11.原理

22.操作核酸在紫外光区有最大吸收，将待测核酸溶液置于紫外分光通过检测特定波长下的吸光度光度计中，测定其在260nm波，可以定量分析核酸浓度长下的吸光度

33.计算

44.应用根据吸光度值和已知的核酸摩适用于快速测定核酸溶液的浓尔消光系数，计算出核酸浓度度，但无法判断核酸的完整性和纯度凝胶电泳法核酸分离电泳系统结果分析利用电场使带电荷的核酸在凝胶介质中迁移电泳系统由电泳槽、电源、凝胶等组成，用通过观察核酸条带的位置和大小，可以分析，根据分子大小进行分离于控制电场和凝胶环境核酸的类型、大小和含量扩增法PCR聚合酶链式反应PCR利用特异性引物和DNA聚合酶，在体外对模板DNA进行特异性扩增核酸模板需要扩增的DNA片段作为模板，可来源于各种生物样品热循环仪PCR反应需要在特定温度下进行，热循环仪用于控制反应温度核酸质量分析的注意事项核酸质量分析是核酸提取和分离的重要步骤，对后续实验结果至关重要在进行核酸质量分析时，需要关注以下注意事项:首先，应选择合适的检测方法，并根据实验目的和样本类型选择合适的标准其次，要注意操作细节，避免污染和误差，保证实验结果的准确性和可靠性最后，要对实验结果进行分析和评估，确保核酸质量符合实验要求，并进行必要的优化，提高核酸提取和分离的效率和质量核酸稳定性及保存条件温度pH核酸在高温下容易降解最佳保核酸在强酸或强碱环境中容易降存温度为-20°C或-80°C解最佳保存pH为

7.0-

8.0光照金属离子紫外线会损伤核酸保存核酸时某些金属离子会催化核酸降解要避免阳光直射建议使用去离子水或超纯水保存核酸核酸的应用领域分子生物学研究医学诊断药物开发农业育种核酸是生命的基本物质，在分核酸检测技术已广泛应用于医核酸技术在药物开发中也发挥核酸技术可以用于植物育种，子生物学研究中起着至关重要学诊断领域，包括感染性疾病着重要作用，例如基因治疗、例如转基因技术、分子标记辅的作用通过对核酸的提取和的诊断、遗传性疾病的筛查以抗体药物的开发以及药物靶点助选择技术以及基因组选择技分析，科学家可以深入研究基及肿瘤的诊断和监测的发现术因的功能、表达调控机制以及疾病发生机制本课程小结本课程介绍了核酸的提取分离技术从核酸的化学结构和性质开始，讲解了提取分离的原理和方法，并介绍了相关检测和保存方法核酸提取分离技术广泛应用于生物学研究、临床诊断和医药开发等领域，为生物科学的发展提供了重要的技术支持。