ApplicationsRNA提取知识锦囊
RNA提取是分子生物学实验的基础核心操作,对于基于 RNA 的许多分子实验而言,获得高质量 RNA 是开展这些技术的第一步,也是很关键的一步。
RNA提取是分子生物学实验的基础核心操作,对于基于 RNA 的许多分子实验(例如,RT-qPCR 、Northern 印迹分析以及 cDNA 文库构建)而言,获得高质量 RNA 是开展这些技术的第一步,也是很关键的一步。
一、RNA提取核心基础认知
1. 提取核心原则
- 防降解:RNase(RNA酶)是RNA的“天敌”,耐高温、耐酸碱,常规高压灭菌无法完全灭活,因此,需要做好防控和抑制措施,① 防控措施,从“人机料法环”入手做全面的防控。实验室最好设置专门的 RNA 操作区,操作台、离心机、移液枪、试剂等均应专用,定期消毒和清洁,清洁可以使用固相RNase清除剂。使用无 RNase 的枪头(无菌盒装滤芯吸头系列)、EP 管(离心管灭菌系列)、试剂、无核酸酶水和DEPC 水。手汗、唾液等都存在大量的 RNase,所以要注意穿长袖实验服和长裤,带口罩操作。② 抑制RNA酶起酶解作用的措施很简单,常温环境都是RNA酶的温床,所以要快速+低温(一般都是液氮),新鲜样本从取下来的时候就已经开始酶解了,我们要以最快的速度速冻并且研磨,后续的步骤就不需要液氮了(一般会有试剂的保护)。
- 保完整:RNA是单链,没有中间的氢键,空间结构简单,稳定性差,也容易造成突变和断裂,所以要避免剧烈震荡、反复冻融、高温,实操中需温和操作、全程低温(4℃或冰浴)。
- 提纯度:去除样品中的蛋白质、DNA、多糖、脂类等杂质,避免杂质干扰下游实验(如DNA污染会影响qPCR结果,蛋白质污染会抑制反转录酶活性)。
2. 常见RNA类型及提取重点
细胞/组织中RNA主要包括mRNA(占1%-5%)、rRNA(占80%-85%)、tRNA(占10%-15%),不同RNA类型以及不同样品提取重点不同,以下是几种常见的样本类型的提取重点:
- 动物细胞/组织:细胞破碎容易,重点在于快速裂解、彻底去除蛋白质,避免RNase污染。
- 植物组织:含有细胞壁、多糖、多酚等杂质,需先去除细胞壁(研磨+裂解液),额外增加去多糖、多酚步骤,防止杂质与RNA结合。
- 细菌/真菌:需先破除细胞壁(溶菌酶处理、玻璃珠震荡),再进行裂解,避免菌体残留导致的杂质污染。
- 血液样品:红细胞无细胞核,RNA主要来自白细胞,需先离心去除红细胞,再裂解白细胞,防止血红蛋白干扰提取。
二、RNA提取方法
提取方法 | 粗裂解 | 有机提取(以trizol法为代表) | 磁珠法 | 硅胶膜柱法 |
原理 | 在裂解缓冲液(含有酶和洗涤剂)中培养,然后添加终止液,无需分离。 | 通过有机提取和 RNA 沉淀实现 RNA 分离。 | 将裂解后的样本与磁珠混合,磁珠可以选择性结合RNA,用洗涤缓冲液洗涤磁珠,然后将 RNA 从磁珠中洗脱出来。 | 将裂解后的样本上样至柱上,柱子中含有选择性硅胶,离心使RNA通过柱子的硅胶膜,最后洗脱下来。 |
纯度 | 不高,适用于不要求纯度的下游实验 | 中等 | 最高 | 高 |
提取体积 | 高(可以大量、快速提取) | 低 | 中等到高 | 中等到高 |
优点 | 流程非常快,适合要求不高的大量人工粗提取。 | 比磁珠法和柱提法都要快,单次提取1.5-2h完成。适用范围广,操作体系大,得率高,成本低。 | 操作简单,可以上提取仪实现多样本同时提取(常见的仪器单次提取样本数:16、48、96)。 | 易于使用,操作总时长相比磁珠法更短。可以进行微量 RNA 的提取。 |
劣势 | 提取质量较差。 | 试剂毒性大(异硫氰酸胍、酚),需要在通风处操作。 | 单次实验相比硅胶膜柱法耗时较长。 | 不能上提取仪进行大批量提取。 |
三、实操关键技巧(避坑重点)
1. 器材与环境处理技巧
- 离心管、枪头:直接使用无RNase专用款,无需额外处理;若使用普通款,可以用0.1% DEPC水浸泡过夜,121℃高压灭菌20min,烘干后使用(DEPC高温分解,无残留毒性)。
- 实验台面、离心管架:用75%乙醇擦拭消毒,再用DEPC水擦拭,避免环境中的RNase污染。
- 操作禁忌:全程佩戴一次性无粉手套和口罩;禁止用手触碰离心管内壁、枪头尖端;实验过程中避免说话、打喷嚏,防止唾液中的RNase污染样品。
2. 样品处理关键技巧
- 新鲜样品优先:RNA提取的最佳样品是新鲜取样的组织/细胞,若无法立即提取,需液氮速冻后-80℃保存,保存时间不宜超过1个月(植物样品可保存3个月)。
- 裂解充分:样品裂解不充分会导致RNA提取不完全,可延长室温静置时间、温和吹打,植物样品可增加研磨时间,细菌样品可提前用溶菌酶处理。
- 避免DNA污染:若下游实验对DNA污染敏感(如qPCR、RNA-seq),可在RNA溶解后,加入DNase I(无RNase),37℃孵育30min,去除残留DNA,再用氯仿-异戊醇洗涤、乙醇沉淀,纯化RNA。
四、RNA质量检测方法
1. Nanodrop检测(快速检测浓度与纯度)
- 浓度:通过A260吸光度检测。
- 纯度:A260/A280比值为1.8-2.0,说明RNA纯度良好;A260/A230比值>2.0,说明无盐离子、多糖等杂质污染。
2. 琼脂糖凝胶电泳检测(检测完整性)
- 电泳条件:1%琼脂糖凝胶,1×TAE缓冲液,120V电泳20-30min。
- 合格标准:动物RNA可见两条清晰条带(28S rRNA和18S rRNA),且28S条带亮度约为18S的2倍;植物RNA可见三条条带(28S、18S、5S rRNA),条带清晰、无弥散,说明RNA完整无降解;若条带弥散、无清晰条带,说明RNA已降解。

3. qPCR验证(间接检测质量)
以提取的RNA为模板,进行反转录和qPCR,若Ct值正常、溶解曲线单一,说明RNA质量良好,可用于下游实验。
五、注意事项与安全提示
- 安全操作:涉及到有毒、易挥发的DEPC、氯仿、异丙醇等试剂,操作时需在通风橱中进行,佩戴手套、口罩、护目镜,避免接触皮肤和呼吸道。实验废弃物按有害废弃物处理。
- 下游实验衔接:提取的RNA需尽快用于下游实验,若长期保存,需分装后于-80℃存放,避免反复冻融。
六、RNA提取相关产品选品指南
系列 | 兼容样本 | 主要应用 | 产品特点 | 产品名称 | 产品货号 | 产品形式 | 适配提取仪 |
磁珠法 | 适用多种动物组织如肝脏、肾脏、脾脏、心脏、皮肤、水产类等样本 | 转录组分析、基因表达分析 | RNA完整性好 | 磁珠法组织/细胞总RNA提取 | 瓶装 | 通用 | |
板式 | |||||||
板式 | |||||||
植物组织 | 植物转录组分析、基因表达分析 | 适用于多糖多酚样本提取 | 磁珠法植物RNA提取 | 瓶装 | 通用 | ||
柱法 | 各种动植物、细菌组织和细胞样品 | 转录组分析、基因表达分析 | 结合了TRIzol法+离心柱,方便快捷 | 总RNA提取(带离心柱) | 瓶装 | — | |
细胞、组织 | 科胶转录组分析、Northern、点杂交、mRNA纯化等分子实验 | 15min加速提取,RNA完整度好,一次性去除gDNA | 细胞/组织总RNA提取 | 瓶装 | — | ||
转录组分析、基因表达分析 | 5min加速提取,RNA完整度好,一次性去除gDNA | 培养细胞RNA提取 | 瓶装 | — | |||
新鲜血液 | 血液基因表达分析 | TRIzol法,提取得率高 | 血液RNA提取 | 瓶装 | — | ||
植物组织、真菌组织 | 植物转录组分析、基因表达分析 | RNA完整性好 | 植物RNA提取 | 瓶装 | — | ||
多糖多样本提取效率高 | 多糖多酚植物RNA提取 | 瓶装 | — | ||||
革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌 | 细菌表达谱分析 | 搭配溶菌酶,提取效率高 | 细菌RNA提取 | 瓶装 | — | ||
动物组织、细胞 | 小RNA分析 | TRIzol法,兼容miRNA和total RNA提取 | 细胞/组织miRNA提取 | 瓶装 | — | ||
血浆、血清等液体样本 | — | 血清/血浆miRNA提取 | 瓶装 | — |
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