问题

RNA的提取中为什么要先加异丙醇再加乙醇?

回答
好的,咱们聊聊RNA提取里为什么会先用异丙醇再用乙醇。这背后可不是瞎操作,是有科学道理的,而且跟RNA的性质、离心分离的效率都有关系。

核心目的:沉淀RNA,并且让它尽可能沉淀得干净

RNA提取的核心步骤之一就是把RNA从复杂的样品溶液里沉淀出来,让它变成一团固体,这样我们才能把它分离出来,去除掉那些不需要的杂质(比如蛋白质、DNA、盐类等等)。异丙醇和乙醇都是用来实现这个目的的“沉淀剂”。

为什么先异丙醇,后乙醇?这涉及到“溶解度”和“沉淀效率”

你可以把异丙醇和乙醇想象成是“不同脾气”的溶剂。它们溶解DNA和RNA的能力以及沉淀这些核酸的能力是有区别的。

1. 异丙醇:强力“拽出”RNA

高浓度下,异丙醇对RNA的溶解性较低: 异丙醇,尤其是高浓度(通常是70%100%),对于RNA来说是一个非常有效的沉淀剂。它能大大降低RNA在溶液中的溶解度。
“吸水”能力强,创造沉淀环境: 异丙醇和水混在一起时,会形成一个更强的“脱水”环境。RNA分子上有大量的羟基(OH)基团,这些基团容易和水分子形成氢键,使得RNA保持溶解状态。异丙醇的加入,就像是把水分子“抢走”了一部分,使得RNA分子之间的氢键作用力增加,分子间的范德华力也更容易主导,从而促使RNA分子聚集起来,脱离溶液形成沉淀。
同时沉淀DNA和蛋白质等: 值得注意的是,高浓度的异丙醇在沉淀RNA的同时,也会比较有效地沉淀DNA、一部分蛋白质以及一些多糖等杂质。虽然我们最终目标是RNA,但在这个早期步骤,把大部分大分子物质一起沉淀下来,有助于后续的分离。

2. 乙醇:巩固沉淀,洗去盐类杂质

提供更温和但有效的沉淀环境: 乙醇,特别是70%75%的乙醇,通常用于洗涤RNA沉淀。为什么不是直接用高浓度乙醇洗?因为高浓度乙醇虽然沉淀能力强,但它也能溶解一些在核酸沉淀过程中夹带的盐类(比如用来促进沉淀的钠离子、胍盐等)。如果直接用高浓度乙醇洗涤,可能会把这些盐类也“带走”,而这些盐类对RNA的稳定性很重要。
洗去多余的盐类,但保留RNA: 70%75%的乙醇溶液,一方面,它仍然能保持RNA的沉淀状态,因为RNA在这样的浓度下溶解度依然很低,不会被重新溶解;另一方面,它能够有效地溶解并洗去那些与RNA结合在一起但又不是RNA本身的小分子杂质和过多的盐类。这些盐类如果不洗掉,可能会干扰后续的RNA分析(比如RTPCR)。
“二次洗涤”或“重悬浮”后再次沉淀(视具体方案而定): 在一些提取方案中,异丙醇沉淀后,会用乙醇进行洗涤。这个洗涤过程其实也是在“巩固”RNA的沉淀形态,并且去除杂质。

总结一下顺序背后的逻辑:

异丙醇先上场: 它是一个更强的“诱导剂”,能够强有力地将RNA(以及一些其他大分子)从溶液中“拽”出来,形成一个相对粗糙的沉淀。它的目标是尽可能多地把RNA集中起来。
乙醇后跟着: 在异丙醇完成了“粗加工”后,乙醇(通常是较低浓度,如70%75%)就登场了。它的作用更像是一个“精加工”和“清洁工”。它既能保持住已经沉淀下来的RNA不散架,又能把附着在RNA沉淀上的那些“不请自来”的盐类、小分子杂质给洗掉,确保我们最终得到的RNA足够纯净,便于后续的实验分析。

打个比方:

想象一下你要从一堆沙子里找出一些小金粒。

异丙醇就像是你用一个大筛子,一下子把大部分沙子和一些大点的石块都过滤掉了,把可能含有金粒的沙土堆到一起。
乙醇就像是你再用一个小筛子或者水冲洗,把大部分细小的泥土冲掉,但金粒留在了里面。这样你得到的金粒就更纯净了。

所以,先异丙醇后乙醇(或者用乙醇洗涤异丙醇沉淀的RNA),是一种优化沉淀和纯化效率的策略,确保我们能得到质量更好的RNA。当然,具体的试剂浓度和操作步骤会根据不同的RNA提取试剂盒或方案有所调整,但核心原理是相通的。

网友意见

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抽RNA如果希望得率高,可以先加入NaCl或醋酸铵,再加异丙醇,-20度醇沉过夜。第二天离心去上清,用乙醇洗两遍。

下面说原理:

1. 把溶液调成高盐:

盐离子和RNA抢水,破坏RNA的水化层,导致RNA和水的亲和力降低,方便醇沉。

如果你的RNA少,醇沉不出来,推荐加盐。

有次体外转录RNA,手边RNase free的高盐溶液用完了,省了这步,就没醇沉出RNA。第二天重做,加了盐,RNA就出来了。

2. 先用异丙醇醇沉:

异丙醇和RNA抢水,破坏RNA的水化层,导致RNA析出沉降。

异丙醇羟基多,抢水能力大于乙醇,醇沉效果更好。

但是,异丙醇挥发性远远低于乙醇,很难晾干。

3.后用乙醇洗两遍:

乙醇可以带走高盐留下来的盐离子,带走挥发不干净的异丙醇,带走醇沉时同样析出的蛋白质和脂类。

乙醇挥发快,很快就能干,是异丙醇比不了的优点。

具体步骤,可参考NEB E2050说明书的RNA纯化。

评论区有人说搜不到,可以百度NEB,进入NEB主页,搜索E2050,进入产品页,下载PDF。

具体步骤和原理,也可参考分子克隆指南。尽管这书特别有用,不过我猜很多人都没兴趣翻这本大部头。

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