核酸提取入门：做一个DNA提取，需要哪些试剂和仪器

DNA提取的基本原理可概括为四步：裂解 → 分离 → 洗涤 → 洗脱。裂解是通过物理（研磨、超声）、化学（SDS、CTAB）或酶促（蛋白酶K、溶菌酶）手段破坏细胞结构释放核酸分子；分离是利用核酸与杂质（蛋白质、脂类、多糖）在特定溶剂中的溶解度差异将其分开；洗涤通过乙醇或盐溶液去除残留杂质；洗脱则是在低盐条件下将核酸从固相介质上释放出来。根据分离原理的不同，DNA提取方法可分为三大主流技术路线：酚/氯仿抽提法、柱式法和磁珠法。

酚/氯仿抽提法是历史最悠久的方法，利用酚使蛋白质变性、氯仿加速有机相与水相分离的特性，将DNA保留在水相中。标准操作流程为：细胞或组织裂解 → 加等体积酚/氯仿（1:1）振荡混匀 → 高速离心→ 取上层水相 → 加乙醇或异丙醇沉淀DNA → 70%乙醇洗涤 → 溶解于TE或纯水。

该方法的优势在于分离效果彻底，对蛋白质和脂类的去除效率很高，提取的DNA纯度高，适合对模板质量要求极高的应用（如构建基因组文库、转化感受态细胞制备）。但缺点同样明显：操作步骤多、耗时长，需要使用酚、氯仿等有毒有机溶剂，废液处理要求高，对新手不够友好。

柱式法是目前应用最广泛的商品化方案，其核心是装有硅胶膜或离子交换树脂的离心柱。在高盐条件下，DNA分子带负电荷，可逆性地吸附于硅胶膜上，而蛋白质和其他杂质不被吸附而直接流穿；低盐缓冲液洗涤后，用弱碱性溶液（pH 8.0-8.5的EB或纯水）即可将DNA洗脱下来。

柱式法的优点是操作简单、全程无需酚氯仿、提取速度快，适合大多数常规样本（如血液、动物组织、培养细胞）。但其局限性在于：不适合处理高黏度样本（如多糖含量高的植物组织、高脂样本），离心步骤对设备有一定要求，且膜吸附能力存在上限，不适合大量DNA的制备。

图1 硅胶膜离心柱法核酸提取流程（图片来源：网，侵删）

磁珠法是近年来快速普及的新方案，尤其在临床检验和NGS样本处理领域已成为主流选择。磁珠表面修饰的硅羟基在特定盐离子条件下可特异性吸附DNA，加热或改变pH即可洗脱，全程无需离心。对于新手而言，磁珠法最大的优点是“肉眼可见”——磁珠聚集和重悬的状态可以直观判断，操作失败时容易发现是哪一步出了问题。

磁珠法的优势在于易于自动化、可处理微量样本、适合复杂样本（如粪便、土壤、血液），且不依赖高速离心设备。挑战在于磁珠和缓冲液的成本较高，操作中需要避免磁珠干燥，且对移液精度有一定要求。

基础试剂包括：蛋白酶K（注意于-20℃保存，新配或分装后避免反复冻融）；SDS或CTAB裂解缓冲液（SDS适合大多数动物组织；CTAB适合植物组织和含多糖的样本）；NaCl（调节离子强度，影响DNA在溶液中的溶解度）；EDTA（螯合Mg²⁺和Ca²⁺，抑制DNase活性）；Tris-HCl（pH 8.0，DNA缓冲液的基质成分）；RNase A（降解RNA，37℃孵育30分钟）；无水乙醇和70%乙醇（用于DNA沉淀和洗涤）；异丙醇（沉淀效率更高，但残留比乙醇更难挥发）。

仪器设备包括：离心机（常温/冷冻，配备1.5 mL和15 mL离心管适配器）；涡旋振荡器（用于裂解时的充分混匀）；恒温水浴锅或金属浴（提供55℃-65℃的裂解温度，组织DNA提取通常需要55℃过夜或65℃ 1-3小时）；组织研磨仪（对纤维性组织、骨组织等难以手动研磨的样本尤为必要）；超净台（提供无酶操作环境，防止环境污染）；-80℃超低温冰箱（用于保存新鲜组织样本）；核酸电泳仪（琼脂糖凝胶电泳）和凝胶成像系统（用于检测DNA完整性）。

DNA提取完成后，必须进行质量评估再用于下游实验。主要评估指标有三项：

浓度：Qubit荧光定量法比紫外分光光度法更准确，因为后者会将其他吸收260 nm波长的分子（如酚、RNA）也计入读数。

纯度：OD260/280 = 1.8-2.0为合格，<1.8提示蛋白质污染，>2.0提示RNA残留或测量问题；OD260/230应>1.8，过低提示有酚、EDTA或糖类残留。

完整性：0.8%琼脂糖凝胶电泳，完整基因组DNA应为主条带>10 kb，无明显降解 smear。

对于基因组DNA的长期保存，建议溶解于TE缓冲液（pH 8.0）而非纯水——TE中的EDTA可螯合微量DNase的辅因子Mg²⁺，有效抑制DNA降解。若需长期保存，应将DNA分装为多管，避免反复冻融。

DNA提取是分子生物学实验的基石，选择合适的提取方法和配套试剂仪器，直接决定了下游实验的成败。从经典的酚/氯仿抽提到便捷的柱式法，再到适合自动化与复杂样本的磁珠法，每种技术路线都有其独特的优势和适用场景。实验新手应从自身样本类型和实验目的出发，参考本文梳理的试剂仪器清单和方法对比，合理选择提取方案，并严格执行质量评估与保存规范。随着NGS和自动化技术的普及，磁珠法正逐步成为主流，但柱式法和酚/氯仿法在特定场景中仍不可替代。掌握这些基础知识，将为您后续的分子生物学实验打下坚实根基。

翌圣生物核酸提取试剂选购指南