关键词：核酸提取、核酸提取仪、纳米生物磁珠、核酸提取试剂盒
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狄光辉
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第1章 核酸提取技术
随着近年来分子生物学技术的高速发展，以核酸扩展，核酸杂交，DNA序列测序分析等分子检测和分子诊断技术在人体健康体检、食品、药品、法医、兽医等领域中日益显得至关重要的作用。新型的分子生物学检测技术主要包括聚合酶链反应、微芯片、高通量测序等。然而，所有现代分子生物学检测技术首先面临的问题就是如何从复杂多样的植物样本中迅速有效的分离提取所需的基因组核酸，并且抽提后的核酸质量及完整性都会直接影响到下游的实验结果。
1.1 核酸提取技术的发展
1869年人类首次发现核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)，核酸的提取的技术和方法就随着进行发展进步。其中包括对核酸提取的各种材料和试剂进行了改进，十二烷基磺酸钠、酚、脲、盐酸胍等各种各样的化学试剂被纷纷应用到核酸提取实验中。
1948年，Chargaff等人使用柠檬酸钠和RNase获得了具有天然性状的DNA。
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1957年Kirby运用酚抽提DNA，即向细胞裂解液中加人等体积的酚：氯仿：异戊醇(25：24：l体积)混合液，离心后收集上层水相并以异丙醇沉淀其中的核酸，经乙醇漂洗掉盐分后，使用TE等缓冲液或蒸馏水溶解制备DNA。绍兴县鉴湖小学1961年Marmur创建了十二烷基磺酸钠(SDS)法，最早用于提取细菌质粒DNA。该法的原理是基于共价闭合环状DNA保持双链的同时对高相对分子质量的细菌染体DNA进行选择性的碱变性，使之与细菌蛋白以及破碎的细胞壁形成表面覆盖有十二烷基磺酸盐的复合物，离心后变性物质被去除，质粒DNA便可从上清中回收。
1979年Chirgwin对前人的研究进行了系统地总结，创立了硫氰酸胍法提取RNAHl，异硫氰
酸胍是一种强的蛋白变性剂，既可以破裂细胞，也可以抑制核酸酶的作用，但该方法的操作较为繁琐。
1987年Chomczynski和Sacchi在此基础上开创了一步法提取RNA，提高了RNA提取的速度并因此得到了广泛的应用。
1995年Karrwer等人建立了微量移液体法提取DNA。
2002年Asano等人利用激光微解剖法提取到水稻的基因组核酸哺。
2003年Bimbaun等人使用原生质体分离法提取到了拟南芥根系的核酸。
除了上述几种核酸提取方法外，还有其他别的核酸提取方法也得到了实验证实和发展。核酸的常规提取方法还包括CTAB法、Trizol法、氯化锂法、蜗牛酶法、石英砂法、氯化苄法、反复冻融法、溶壁酶法等。
生物试剂公司已经以这些传统的核酸提取方法为基础研发出了各种各样的核酸提取试剂盒，用于从各种各样不同的组织样本中分离和提取DNA以及RNA，然而，传统的核酸提取
技术中所包含的沉淀和离心等操作需要用到大量的生物样本，而且传统提取技术步骤较为繁杂，费时长，收率低，很难实现自动化操作，大部分方法还需要操作人员直接接触有毒的化学试剂，因此，随着分子生物学以及高分子材料学的快速发展，传统的从液相系统中分离提取核酸的方式逐渐被以固相吸附物载体为基础的新方法所取代。
新兴的核酸分离提取方法主要包括：旋转离心柱提取法、玻璃粉吸附法、二氧化硅基质法、阴离子交换法、纳米磁珠提取法等。不管是采用具体的哪种方法来分离和提取核酸，总的来说，这类方法的操作步骤主要可以分为三步：
第一部分是利用裂解液促使细胞破碎，使细胞中的核酸释放出来。
第二部分是把释放的核酸特异地吸附在特定的载体上，并且这种载体只对核酸有较强的亲和力和吸附力，而对其他的生化组分如蛋白质、多糖、脂类不能具有亲和力和吸附力。
第三部分是把吸附在特定载体上的核酸洗脱下来，从而得到纯化的核酸。离心柱法提取核酸曾经应用得很普及，市场上的多数质粒DNA提取试剂盒都是在离心柱法的基础上发展而来的。该方法采用特殊的硅基质吸附材料，特点是：高盐酸性缓冲液存在时可特异性吸附
DNA，除去RNA与蛋白质等不能结合的杂质，而低盐碱性缓冲液可洗脱结合在吸附柱上的DNA，然而这种方法的缺点是样本需求量大，耗费样品较多，对于某些珍稀样本其应用受到很大的局限，同时离心柱法提取核酸需要反复离心，不便于高通量、自动化操作，特别是在基因诊断、突发疫情的监测和控制等领域，使用离心柱法提取核酸需要大量的操作人员及仪器设备才能满足需求。冷再生
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