在分子生物学研究中,核酸提取是众多下游实验的基础步骤,而核酸提取试剂的质量与操作过程直接决定了所获核酸的纯度、浓度及完整性。然而,在实际使用中,常遭遇诸多棘手问题,严重影响实验进程与结果可靠性。以下将对一些常见问题进行深入剖析并探讨相应解决策略。
一、裂解不充分
(一)原因分析
- 样本类型差异:不同来源的组织、细胞或微生物样本具有各异的结构特性。例如,植物细胞壁富含纤维素和果胶等成分,若未预先处理破坏其坚固屏障,常规裂解液难以有效渗透进入细胞内部使核酸释放;某些细菌具备较厚的荚膜或芽孢结构,也会阻碍裂解试剂的作用。
- 裂解条件不当:裂解温度过低可能导致酶活性不足,无法高效降解蛋白质等生物大分子以解除对核酸的结合束缚;时间过短则不足以让裂解成分充分发挥功效,致使部分细胞仍处于完整状态。此外,搅拌力度不够会使裂解体系与样本混合不均,局部区域未能接触到足量裂解剂。
(二)解决方案
- 针对性预处理:针对植物材料,可采用研磨、超声破碎等方式辅助打破细胞壁;对于难破壁的微生物,添加溶菌酶、变位酶等特异性酶类针对性瓦解特殊结构。同时,依据样本质地调整物理处理方法参数,确保后续裂解能有效触及核酸所在部位。
- 优化裂解参数:适当提高裂解反应的温度至适宜范围(一般为 50 - 65℃),延长作用时间至规定上限甚至更久(依具体情况而定),并在过程中保持适度振荡或轻柔搅拌,保证裂解液接触样本,促进裂解。
二、杂质残留过多
(一)成因探究
- 洗涤次数不足:为去除蛋白、多糖、脂质等杂质,需多次用洗涤缓冲液冲洗吸附柱或磁珠。若减少洗涤频次,这些污染物易夹杂在产物里,干扰后续 PCR 扩增、酶切等实验的正常进行。
- 洗涤液选择错误:不同类型的
核酸提取试剂盒配套专用洗涤液,其配方针对特定杂质设计。错用其他类似溶液代替原装洗涤液,可能因离子强度、pH 值等因素不符而降低杂质清除效果。
(二)应对举措
- 严格执行洗涤流程:严格按照说明书要求的洗涤次数执行,每次加入足量且合适类型的洗涤缓冲液,缓慢混匀后小心弃去废液,避免震荡过于剧烈导致核酸损失。必要时可增加少量额外洗涤步骤以确保干净程度。
- 选用正确洗涤液:仔细核对所用试剂盒品牌及型号对应的原装洗涤液信息,切勿随意替换替代品。如需自行配制补充液,务必参照标准配方调制各组分含量比例。
三、洗脱效率低
(一)影响因素
- 洗脱液性质不佳:洗脱液的 pH 值偏离较佳范围会影响核酸从固相载体上的解离能力;离子强度不合适也难以打破核酸与介质间的静电相互作用力,从而导致大量核酸滞留未能进入溶液相。
- 洗脱体积不足:使用的洗脱体积小于推荐用量时,有限的液体环境无法容纳足够量的溶解态核酸,造成回收率偏低。
(二)改进方法
- 调节洗脱液属性:采用经过验证有效的缓冲体系调整洗脱液 pH 值接近中性附近(约 7.0 - 8.0),并根据目标核酸种类合理增减盐浓度来优化离子环境,增强洗脱效力。
- 增大洗脱体积:遵循厂商指导原则给予充足体积的洗脱液进行处理,一般至少保证 30 - 50μL/管的标准用量,以便充分浸润结合了核酸的材料表面并将其置换下来。若有必要还可分两次及以上连续洗脱同一样品以提高总体收获量。
总之,在使用核酸提取试剂的过程中遇到各类问题是常见现象,但只要深入了解背后的原因并采取恰当措施加以纠正和完善,就能显著提升核酸提取工作的质量和效率,为后续科研活动奠定坚实可靠的物质基础。
