1.概述
核酸是由許多核酸聚合成的生物大分子化合物，為生命的最基本物質之一。核酸廣泛存在所有動物、植物細胞、微生物內、生物體內核酸常與蛋白質結合形成核蛋白。不同的核酸， 化學組成、核 酸排列順序 不同。根據化學組成不同，核酸可分為核糖核酸，簡稱 RNA 和脫氧核糖核酸，簡稱DNA。
DNA是儲存、復制和傳遞遺傳信息的主要物質基礎， RNA 在蛋白質合成過程中起著重要作用，其中轉運核糖核酸，簡稱 tRNA, 起著攜帶和轉移活化氨基酸的作用：mRNA是合成蛋白質的模板；核糖體的核糖核酸，簡稱rRNA, 是細胞合成蛋白質的主要場所。
2.核酸提取樣品
普通樣品：血液、動植物組織、細菌、細胞、病毒、 髓、體液等等。
疑難樣品：唾液、痰液、土壤、糞便、頭發、石蠟包埋組織、骨骼、 牙齒、指甲、煙頭等等
3.核酸提取的方法
核酸包括DNA 、RNA兩種分子，在細胞中都是以與蛋白質結合的狀態存在，核酸提取的主要步驟為：裂解細胞去除與核酸結合的蛋白質以及多糖、脂類等生物大分子，去除 其他不需要的核酸分子，如提取DNA分子時，應去除 RNA，反之亦然。沉淀核酸純化核酸，去除鹽類，有機劑等雜質。
3.1堿裂解法
堿裂解法是基于DNA的變性與復性差異而達到分離目的。
3.2煮沸法
煮沸時將樣品中的DNA通過核酸裂解液的作用釋放出來，離心沉淀后將雜質去除，上清液即可用作PCR擴增。
3.3濃鹽法
利用RNA和DNA在電解溶液中溶解度不同，將二者分離，常用的方法是用1M氯化納提取，得到的DNP粘液與含有少量辛醇的氯仿一起搖蕩，使乳化，再離心除去蛋白質，此時蛋白質凝膠停留在水相及氯仿相中間，而DNA位于上層水相中，用2倍體積95% 乙醇可將DNA鈉鹽沉淀出來。
3.4苯酚抽提法
苯酚作為蛋白變性劑，同時抑制了DNase的降解作用，用苯酚處理勻漿液時，由于蛋白與DNA聯結鍵已斷，蛋白分子表面又含有很多極性基團與苯酚相似相溶。蛋白分子溶于酚相，而DNA溶于水相。離心分層后取出水層，多次重復操作，再合并含DNA的水相，利用核酸不溶于醇的性質，用 乙醇沉淀DNA。此時DNA是十分粘稠的物質，可用玻璃慢慢繞成一團，取出。此法的特點是使提取的DNA保持天然狀態。
3.5水抽提法
利用核酸溶解于水的性質，將組織細胞破碎后，用低鹽溶液除去RNA, 然后將沉淀溶于水中，使DNA充分溶解于水中，離心后收集上清液，在上清中加入固體氯化鈉調節至2. 6M. 加入2倍體積95%醇，立即用攪拌法攪出，然后分別用66% , 80%和95%乙醇以及丙銅洗滌，最后在空氣中干燥，即得DNA樣品，此法提取的DNA中蛋白質含量較高，故一般不用，為除蛋白可將此法加以改良，在提取過程中加入SDS。
3.6陰離子去污劑法
用SDS或二甲苯酸鈉等去污劑使蛋白質變性，可以直接從生物材料中提取DNA。由于細胞中DNA與蛋白質之間常借靜電引力或配位鍵結合，因為陰離子去污劑能夠破壞這種價鍵，所以常用陰離子去污劑提取DNA。
3.7硅膠膜法
可用于手工提取，也可用于自動化提取。
硅膠模法核酸提取
3.8磁珠法
一般用于自動化提取，生物磁珠是一種新型的功能化固體載體，其表面包被有活性基團，可以與多種生物活性物質發生偶聯，兼具有液體的流動性和固體磁性材料等特點，在外磁場的作用下可以定向移動和栠中，當撤去外磁場后，稍加振蕩或抽吸又可均勻分散于液體中，從而使固液相的分離變的十分快捷方便，通過簡單的洗脫可以得到純度很高的靶向物質。
磁珠法核酸提取
4.提取純化方法比較
5.提取核酸的目的
提取完整性和純度兩方面質量均高的核酸分子是下游分子生物學實驗的基礎。所以高質量的核酸提取是至關重要的，他可以做很多很多的分子生物學實驗，下面就簡要闡述常見的分子生物學實驗。
5.1PCR
聚合酶鏈式反應(Polymerase Chain Reaction), 簡稱PCR是一種分子生物學技術，用放大擴增特定的DNA片段。可看作生物體外的特殊DNA復制。PCR(聚合酶鏈式反應）是利用DNA在體外攝氏95°高溫時變性會變成單鏈，低溫（經常是 60°C 左右）時引物與單鏈按堿基互補配對的原則結合，再調溫度至DNA聚合酶最適反應溫度 (72°C 左右），DNA 聚合酶沿著磷酸到五碳糖 (5'-3') 的方向合成互補鏈。基于聚合酶制造的 PCR 儀實際就是一個溫控設備，能在變性溫度、復性溫度、延伸溫度之間很好地進行控制。
5.2轉基因
轉基因技術（Genetically Modified , 簡稱GM), 將基因片段轉入特定生物中，并最終獲取具有特定遺傳性狀個體的技術。不管轉入的基因來自進化樹上再遠的物種，接受這基因的也能讀解，那是因為DNA是通用代碼，細胞知道如何解讀。即使親緣關系最遠的物種---比如人類和細菌---也共享許多基因 ，在數十億年的進化過程中一直保持不變。基因從哪來，并不是關鍵，起到的作用才是它們的功能，所以植物轉入動物基因不會有動物的味道。
轉基因技術的理論基礎來源于進化論衍生來的分子生物學。基因片段的來源可以是提取特定生物體基因組中所需要的目的基因，也可以是人工合成指定序列的基因片段。基因片段被轉入特定生物中，與其本身的基因組進行重組，再從重組體中進行數代的人工選育，從而獲得具有特定的遺傳性狀個體。該技術可以使重組生物增加人們所期望的新性狀，培育出新品種。
5.3構建基因文庫
一個生物體的基因組DNA用限制性內切酶部分酶切后，將酶切片段插入到載體DNA分子中，所有這些插入了基因組DNA片段的載體分子的集合體，將包含這個生物體的整個基因組，也就是構成了這個生物體的基因文庫。將這些載體導入到受體細菌或細胞中，這樣每個細胞就包含了一個基因組DNA片段與載體重組DNA分子，經過繁殖擴增，許多細胞一起包含了該生物全部基因組序列，我們將這一個集合體叫做基因文庫。
用重組DNA技術將某種生物細胞的總DNA或染色體DNA的所有片斷隨機地連接到基因載體上，然后轉移到適當的宿主細胞中，通過細胞增殖而構成各個片段的無性繁殖系（克隆），在制備的克隆數目多到可以把某種生物的全部基因都包含在內的情況下，這一組克隆的總體就被稱為某種生物的基因文庫。同一定義也適用于某種生物的線粒體DNA或葉綠體DNA的基因文庫。由于制備DNA片段的切點是隨機的，所以每一克隆內所含的DNA片段既可能是一個或幾個基因，也可能是一個基因的一部分或除完整基因外還包含著兩側的鄰近DNA順序。
5.4分子測序
利用DNA聚合酶合成與模板互補的DNA鏈，在三圍空間中記錄模板位置和核苷酸序列信息，再反向構建模板的序列。除了DNA合成反應的三大要素（模板、酶、核苷酸）之外，模板所處位置和反應循環中單色熒光標記的核苷酸順序（如何A、C、G、T）也是最終DNA序列能夠完成的關鍵要素。如果反應所用的核苷酸標記著四種不同的熒光，則每一次反應循環就需要切換不同波長的光以記錄不同的堿基。
5.5分子診斷
分子診斷：應用分子生物學方法檢測患者體內遺傳物質的結構或表達水平的變化而做出診斷的技術，稱為分子診斷。分子診斷是預測診斷的主要方法，既可以進行個體遺傳病的診斷，也可以進行產前診斷。分子診斷的材料包括DNA、RNA和蛋白質。
分子診斷主要是指編碼與疾病相關的各種結構蛋白、酶、抗原抗體、免疫活性分子基因的檢測。
5.6親子鑒定
親子鑒定就是利用法醫學、生物學和遺傳學的理論和技術，從子代和親代的形態構造或生理機能方面的相似特點，分析遺傳特征，判斷父母與子女之間是否是親生關系 是法醫物證鑒定的主要組成部分，親子鑒定在中國古代就已有之，如滴骨驗親、滴血驗親等。
DNA親子鑒定實驗操作步驟如下：
第一步：DNA提取
把樣本細胞核中所含有DNA提取出來，然后進行一定的純化，化除樣本中的雜質。
第二步：PCR擴增
PCR的中文名為聚合酶鏈式反應，簡單的說，華科基因 PCR 擴增這一步就是把我們所需要的片段通過酶促反應，在PCR 儀上進行大量復制，放大到通過某些專用儀器可以看到的程度。
第三步：后PCR反應
這一步主要是上ABI測序儀檢測的準備階段，將雙鏈的DNA打開，加一些檢測用的的內標，主要是來標記檢測的片段長度。
第四步：毛細管測序儀檢測
由于DNA帶有電荷，通過毛細管電泳的方法，不同片段DNA長度的電泳速度不同，在同樣的電壓，同樣的電泳時間下，泳動的距離不同，這些長短不同距離可以通過前期加入的內標測量分辨出來，同時可通過一定的軟件顯示在電腦上，方便檢測員處理和分析數據。
第五步：分析數據，出具報告
主要是檢測人員將所得結果進行分析匯總、計算，然后出鑒定結論和報告。
5.7法醫鑒定
法醫鑒定是司法程序中有關技術工作的一項重要內容。是運用醫學、生物學、人類學及物理、化學等方面的知識對與人身有關的活體、尸體及生物物證等的檢驗鑒定工作，從而取得死亡原因、傷害程度、兇器種類、血型分析、事實確認等結論性意見。法醫鑒定結論是三大訴訟法的重要證據種類，由于其與人身密切相關，決定了法醫鑒定在訴訟和 非訴訟活動中具有十分重要的意義。它是查明案件事實，分清案件性質的重要根據，同時又是鑒別案內其他證據是否真實的重要手段。可以說，法醫鑒定工作的好壞在一定程度上影響著司法公正與否。
5.8基因敲除
基因敲除(knockout) 是指一種遺傳工程技術，針對某個序列已知但功能未知的序列，改變生物的遺傳基因，令特定的基因功能喪失作用，從而使部分功能被屏障，并可進一步對生物體造成影響，進而推測出該基因的生物學功能。
基因敲除和基因嵌入技術是上個世紀90年代出現的最新外源DNA導入技術。基因敲除是基因打靶技術的一種，類似于基因的同源重組。指外源DNA與受體細胞基因組中序列相同或相近的基因發生同源重組，從而代替受體細胞基因組中的相同/相似的基因序列，整合入受體細胞的基因組中。此法可產生精確的基因突變，也可正確糾正機體的基因突變。基因嵌入又稱基因置換，它是利用內源基因序列兩側或外面的斷裂點，用 同源序列的目的基因整個置換內源基因。目前用基因敲除和基因嵌入的技術有Cre/Lox P系統、 FLPI 系統等。
5.9基因芯片
基因芯片(genechip (又稱DNA芯片、生物芯片）的原型是80年代中期提出的。基因芯片的測序原理是雜交測序方法，即通過與一組已知序列的核酸探針雜交進行核酸序列測定的方法，在一塊基片表面固定了序列已知的八核苷酸的探針。當溶液中帶有熒光標記的核酸序列TATGCAATCTAG, 與基因芯片上對應位置的核酸探針產生互補匹配時，通過確定熒光強度最強的探針位置，獲得一組序列完全互補的探針序列。據此可重組出靶核酸的序列。
5.10動植物資源保存鑒定
建立瀕危野生動植物種質基因資源庫和實施瀕危動植物的基因保護工程，對我國瀕危野生動植物的保護和繁衍，保持我們所生活的環境生物的多樣性和生態鏈的平衡，無疑具有重大意義。但是，對于已經進入生物經濟時代的人類來說，其意義已遠不止這么簡單。
提取出高質量的核酸在其他領域和方向都有不可低估的作用。但是僅僅依靠傳統的核酸提取方法，很難滿足日益巨大的中國核酸市場，因此全自動核酸自動提取儀的出現將會給中國的核酸提取市場帶來光明。
山東博科-核酸提取儀
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