植物DNA提取經典方法:CTAB法原理
CTAB(hexadecyltrimethylammonium bromide,十六烷基三甲基溴化銨),是一種陽離子去污劑,具有從低離子強度溶液中沉淀核酸與酸性多聚糖的特性。在高離子強度的溶液中(>0.7mol/L NaCl),CTAB與蛋白質和多聚糖形成復合物,只是不能沉淀核酸.通過有機溶劑抽提,去除蛋白、多糖、酚類等雜質后加入乙醇沉淀即可使核酸分離出來。 注:CTAB溶液在低于15℃ 時會形成沉淀析出,因此,在將其加入冰冷的植物材料之前必須預熱,且離心時溫度不要低于15℃。 一、CTAB提取緩沖液的經典配方: Tris-HCl (pH8.0)提供一個緩沖環境,防止核酸被破壞; EDTA螯合Mg2+或Mn2+離子,抑制DNase活性; NaCl 提供一個高鹽環境,使DNP充分溶解,存在于液相中; CTAB溶解細胞膜,并結合核酸,使核酸便于分離; β-巰基乙醇是抗氧化劑,有效地防止酚氧化成醌,避免褐變,使酚容易去除。 二、CTAB提取緩沖液的改進配方: (1) PVP(聚乙烯吡咯烷酮)是酚的絡合物,能與多酚形成一種不溶的絡合物質,有效去除多酚,減少DNA中酚的污染;同時它也能和多糖結合,有效去除多糖; (2) 蛋白質的去除:酚/氯仿抽提使用變性劑變性(SDS、異硫氰酸胍等)高鹽洗滌蛋白酶處理核酸分離,純化; (3)多糖的去除:高鹽法:用乙醇沉淀時,在待沉淀溶液中加入1/2體積的5M NaCl,高鹽可溶解多糖。用多糖水解酶將多糖降解。在提取緩沖液中加一定量的氯苯(1/2體積),氯苯可以與多糖的羥基作用,從而去除多糖。用PEG8000代替乙醇沉淀DNA:在500 μL DNA液中加入200μl 20% PEG8000 (含1.2 M NaCl),冰浴20min.核酸分離,純化; (4) 多酚的去除:在抽提液中加入防止酚類氧化的 試劑 :β-巰基乙醇、抗壞血酸、半胱氨酸、二硫蘇糖醇等加入易與酚類結合的 試劑 :如PVP(聚乙烯吡咯酮),PEG(聚乙二醇),它們與酚類有較強的親和力,可防止酚類與DNA的結合; (5) 鹽離子的去除:70%的乙醇洗滌核酸吸附,沉淀和溶解使用合適的吸附材料吸附核酸,其它的雜質均被洗掉,達到純化DNA的目的另一種方式加入1/10體積的NaAc(pH5.2,3M),用預冷的乙醇或異丙醇沉淀RNA吸附或沉淀后應用70%的乙醇洗滌,以除去鹽離子等若長期儲存建議使用TE緩沖液溶解TE中的EDTA能螯合Mg2+或Mn2+離子,抑制DNasepH值為8.0,可防止DNA發生酸解。 三、基因組DNA提取常見問題 DNA中含有蛋白、多糖、多酚類雜質。DNA在溶解前,有酒精殘留,酒精抑制后續酶解反應,DNA中殘留有金屬離子,有RNA的存留。對策:重新純化DNA,去除蛋白、多糖、多酚等雜質,重新沉淀DNA,讓酒精充分揮發,增加70%乙醇洗滌的次數(2-3次),加入RNase降解RNA。 (1)DNA樣品不純,抑制后續酶解和PCR反應。DNA提取常見問題:材料不新鮮或反復凍融、未很好抑制內源核酸酶的活性、提取過程操作過于劇烈,DNA被機械打斷,外源核酸酶污染反復凍融。盡量取新鮮材料,低溫保存材料避免反復凍融,液氮研磨或勻漿組織后,應在解凍前加入裂解緩沖液。在提取內源核酸酶含量豐富的材料的DNA時,可增加裂解液中螯合劑的含量,細胞裂解后的后續操作應盡量輕柔。所有試劑用無菌水配制,耗材經高溫滅菌。將DNA分裝保存于緩沖液中,避免反復凍融。 (2)DNA降解,DNA提取常見問題。實驗材料不佳或量少,破壁或裂解不充分,吸附或沉淀不完全,洗滌時DNA丟失。盡量選用新鮮(幼嫩)的材料,動植物要勻漿研磨充分;G+菌,酵母裂解前先用 生物 酶或機械方式破壁。高溫裂解時,時間適當延長(對于動物細胞,細菌可增加PK的用量)。增加吸附的時間、或低溫沉淀小心操作。