RNA萃取攻略EP4 


研究基因的表達和調控時需要從組織和細胞中分離和純化RNA,完整且無雜質的RNA是RT-qPCR、Northern Blot和二代定序 (NGS) 等下游基因表達分析實驗成敗的最關鍵因素之一,故維持RNA完整性並去除其中雜質是純化RNA 的關鍵。

請參考我們的前集:

科技新知_RNA萃取攻略 EP1

科技新知_RNA萃取攻略 EP2

科技新知_RNA萃取攻略 EP3 

傳統RNA純化方法的缺點:

當前面的樣本破碎都準備就緒後,如何將完整釋放的RNA純化出來?目前常用的傳統方法是異硫氰酸胍-苯酚法提取RNA,其中常用到的是TRIxxL試劑,該試劑中的主要成分為異硫氰酸胍和苯酚,用來裂解細胞並釋放RNA。當加入氯仿並離心後可形成水相層和有機層水相層主要為RNA,有機層主要為DNA和蛋白質。在此過程中存在的問題是: 

  • TRIxxL中的苯酚具有腐蝕性且有刺激性氣味,氯仿屬於二類易制毒化學品有刺激性氣味,務必避免實驗人員與有毒試劑的直接接觸。
  • RNA的回收率較低,容易有DNA或有機溶劑的污染。
  • 由於操作不當,容易造成RNA降解,特別是胰臟等含RNase較多的樣本。 
  • 由於操作體系不同,不同實驗人員操作重複性差,很難進行微量化的操作。

圖:傳統方法形成的水相及有機層

QIAGEN RNA萃取提案

 QIAGEN 推出全面的RNA 純化專用方案擁有30 多年使用離心管柱純化核酸的經驗,使用專用裂解和洗滌緩衝液以及經過驗證的矽膠膜技術,有效解決樣本破碎問題,避免使用有毒試劑,保證RNA完整性和純度。

圖:QIAGEN RNA萃取系列

矽膠膜技術原理

矽膠膜的核心是:矽膠基質和Chaotropic Salt。高濃度Chaotropic Salt裂解緩衝液能夠裂解細胞讓細胞內物質釋放即在此過程中RNA被釋放出來。此後,在高濃度Chaotropic Salt、適當體積的乙醇和低pH條件下釋放的RNA 能夠結合到Si基質上,經過洗滌後,在利用低鹽和高pH條件下,將RNA從矽膠膜上沖洗下來。

圖:矽膠膜離心柱操作流程

矽膠膜離心柱技術操作流程

  • 裂解 – 樣品有效裂解釋放RNA,並使RNase 失活
  • 結合 – 優化條件將所需的RNA 與矽膠膜結合
  • 洗滌 – 清洗矽膠膜去除雜質
  • 洗脫 – 從矽膠膜上釋放RNA,用於下游實驗 


圖:一般的RNA純化流程

RNA 純化試劑的優點:

  • 高效去除雜質:去除了基因組DNA和其他雜質污染,適用於所有下游應用
  • 針對性強:為各種樣品類型專門優化純化方法,特別是針對疑難樣本,如:FFPE組織切片、血清或血漿樣本、外泌體等
  • RNA產率高

RNeasy系列試劑

RNeasy系列試劑採用了上述特殊的高鹽緩衝液,使得大於200nt的RNA可以與試劑盒中的矽膠膜結合。

圖:RNeasy系列不同規格離心柱的適合的起始樣本量和RNA的結合能力

基於矽膠膜技術的RNeasy系列試劑盒針對不同樣本類型提供有專門的純化方案,尤其是提取難度較高的疑難樣本。以FFPE切片組織為例, RNeasy FFPE Kit提供特殊的裂解緩衝液和孵育條件來逆轉RNA crosslink和甲醛修飾,同時避免RNA 進一步降解,可有效釋放組織切片中的所有RNA


圖:使用RNeasy FFPE Kit和其他廠商的試劑盒,從6 月齡的大鼠肝臟的FFPE 樣本中純化RNA 後,在生物分析儀上分析RNA品質。從結果可以看出,使用RNeasy FFPE Kit提取得到的RNA品質較高。

同場加映:RNA 和其他物質共同純化

在涉及多體組學平行分析的系統生物學等研究領域,需要從同一樣本甚至同一切片中純化出DNA、RNA和蛋白質,來實現資料的可靠關聯。AllPrep試劑盒提供簡單的操作方法,能夠讓DNA、RNA和蛋白分別在獨立的離心管中純化出來,達到從單個樣品中純化RNA 和DNA 或蛋白質的目的。該試劑盒還可與Allprotect TissueReagent 結合使用,可穩定DNA,RNA 和蛋白質,確保可靠的基因組學,轉錄組學和蛋白質組學分析

圖:Allprep 的操作流程從同一個樣本得到RNA及DNA

以上便是想要獲得高品質的RNA,特別是>200nt的長鏈RNA,針對不同的樣本推薦的RNA提取方案

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