Ⅰ 提取基因組DNA的方法有哪些各有何優缺點
1、苯酚氯仿抽提法
優點是採用了實驗室常見的試劑和葯品,做起來成本比較低廉。
缺點是由於使用了苯酚、氯仿等試劑,毒性較大,長時間操作對人員健康有較大影響,而且核酸的回收率較低,損失量較大,由於操作體系大,不同實驗人員操作重復性差,不利於保護RNA,很難進行微量化的操作。
2、離心柱法
離心柱法DNA提取它的優點是比傳統的酚氯法提取的純度高,有利於RNA保護,而且能進行微量操作,以其低廉的價格和相對便捷的操作,漸逐取代了傳統DNA提取方法,被高校科研所等市場普遍接受。
離心柱法DNA提取的缺點是需要較多的樣本,耗材多,對於珍稀樣本無能為力,特別是在法醫、考古等領域顯得力不從心。
同時離心柱法DNA提取需要反復離心,不便於高通量、自動化操作,與現代生物學實驗的高通量、自動化要求格格不入,特別是在基因診斷、疾病檢測、轉基因檢測等領域,離心柱法DNA提取需要大量的操作人員及儀器設備。
當面對突發疫情時,更是需要有高通量的DNA提取設備與方法才能更有效准確的監測疫情、控制疫情。
3、磁珠法
磁珠法是納米科技與生物技術的完美結合,具有其他DNA提取方法無法比擬的優勢,主要體現在:
(1)能夠實現自動化、高通量操作,配合96孔的核酸自動提取儀,在以往做一個樣品的提取時間內可同時實現對96個樣品的處理,效率直接提高96倍,滿足了當前生物學高通量操作的要求,使得在大規模疫情爆發時能夠進行快速篩查原因,這個優點是其他方法難以趕超的。
(2)操作簡單、用時短,整個提取流程只有裂解、結合、洗滌、洗脫四步短時間內即可完成。
(3)安全無毒,不使用傳統方法中的苯、氯仿等有毒試劑,對實驗操作人員的傷害少,保護了實驗人員的身體健康。
(4)磁珠與核酸的特異性結合使得提取的核酸純度高、濃度大。
(5)靈敏度高,適合法醫樣本等痕量DNA提取。
磁珠法的原理是在磁珠表面修飾有對核酸有吸附作用的特定活性官能基團,通過不同的裂解液結合液洗滌液在特定的條件下能夠與目的物質進行特異性結合,同時利用磁珠自身的磁性,在外磁場的作用下可以方便地實現定向移動與富集,從而達到核酸與雜質分離的目的,進而實現對目標物質的分離純化,獲得純化核酸。
Ⅱ 高效液相是什麼原理
高效液相的原理:
液相色譜是一類分離與分析技術,其特點是以液體作為流動相,固定相可以有多種形式,如紙、薄板和填充床等。
在色譜技術發展的過程中.為了區分各種方法,根據固定相的形式產生了各自的命名,如紙色譜、薄層色譜和柱液相色譜。
液相色譜是一類分離與分析技術,其特點是以液體作為流動相,固定相可以有多種形式,如紙、薄板和填充床等。
在色譜技術發展的過程中.為了區分各種方法,根據固定相的形式產生了各自的命名,如紙色譜、薄層色譜和柱液相色譜。
經典液相色譜的流動相是依靠重力緩慢地流過色譜柱,因此固定相的粒度不可能太小(100μm~150μm左右)。
分離後的樣品是被分級收集後再進行分析的,使得經典液相色譜不僅分離效率低、分析速度慢,而且操作也比較復雜。
直到20世紀60年代.發展出粒度小於10μm的高效固定相,並使用了高壓輸液泵和自動記錄的檢測器,克服了經典液相色譜的缺點,發展成高效液相色譜,也稱為高壓液相色譜。
(2)異丙醇離子交換樹脂擴展閱讀:
高效液相統稱為高柱效、高壓力、高效率的液相色譜。
根據液相色譜原理,對物質進行分離。其原理可採用分配色譜,也可採用吸附色譜等等,其大體結構為:
泵(用來輸送流動相,即溶劑/洗脫液,A相一般為水溶性溶劑,B相一般為有機溶劑,如乙腈、甲醇等),調節閥(分為單向或雙向調節閥),色譜柱(用來分離物質,物質一般加在柱頭),檢測器(檢測物質分離情況,一般可分為紫外,蒸發光散射等等)。
根據泵的結構可分為一元泵、二元泵、四元泵等,根據泵的壓力可分為低壓單元、高壓單元等。
高效液相色譜法有「四高一廣」的特點:
①高壓:流動相為液體,流經色譜柱時,受到的阻力較大,為了能迅速通過色譜柱,必須對載液加高壓。
②高速:分析速度快、載液流速快,較經典液體色譜法速度快得多,通常分析一個樣品在15~30分鍾,有些樣品甚至在5分鍾內即可完成,一般小於1小時。
③高效:分離效能高。可選擇固定相和流動相以達到最佳分離效果,比工業精餾塔和氣相色譜的分離效能高出許多倍。
④高靈敏度:紫外檢測器可達0.01ng,進樣量在μL數量級。
⑤應用范圍廣:百分之七十以上的有機化合物可用高效液相色譜分析,特別是高沸點、大分子、強極性、熱穩定性差化合物的分離分析,顯示出優勢。
⑥柱子可反復使用:用一根柱子可分離不同化合物
⑦樣品量少、容易回收:樣品經過色譜柱後不被破壞,可以收集單一組分或做制備。
此外高效液相色譜還有色譜柱可反復使用、樣品不被破壞、易回收等優點,但也有缺點,與氣相色譜相比各有所長,相互補充。
高效液相色譜的缺點是有「柱外效應」。在從進樣到檢測器之間,除了柱子以外的任何死空間(進樣器、柱接頭、連接管和檢測池等)中,如果流動相的流型有變化,被分離物質的任何擴散和滯留都會顯著地導致色譜峰的加寬,柱效率降低。高效液相色譜檢測器的靈敏度不及氣相色譜。
Ⅲ 四大色譜原理是什麼
色譜法分類
按兩相的物理狀態可分為:氣相色譜法(GC)和液相色譜法(LC)。氣相色譜法適用於分離揮發性化合物。GC根據固定相不同又可分為氣固色譜法(GSC)和氣液色譜法(GLC),其中以GLC應用最廣。液相色譜法適用於分離低揮發性或非揮發性、熱穩定性差的物質。LC同樣可分為液固色譜法(LSC)和液液色譜法(LLC)。此外還有超臨界流體色譜法(SFC),它以超臨界流體(界於氣體和液體之間的一種物相)為流動相(常用CO2),因其擴散系數大,能很快達到平衡,故分析時間短,特別適用於手性化合物的拆分。
按原理分為吸附色譜法(AC)、分配色譜法(DC)、離子交換色譜法(IEC)、排阻色譜法(EC,又稱分子篩、凝膠過濾(GFC)、凝膠滲透色譜法(GPC)和親和色譜法,此外還有電泳。按操作形式可分為紙色譜法(PC)、薄層色譜法(TLC)、柱色譜法。四、色譜分離原理
高效液相色譜法按分離機制的不同分為液固吸附色譜法、液液分配色譜法(正相與反相)、離子交換色譜法、離子對色譜法及分子排阻色譜法。
1.液固色譜法
使用固體吸附劑,被分離組分在色譜柱上分離原理是根據固定相對組分吸附力大小不同而分離。分離過程是一個吸附-解吸附的平衡過程。常用的吸附劑為硅膠或氧化鋁,粒度5~10μm。適用於分離分子量200~1000的組分,大多數用於非離子型化合物,離子型化合物易產生拖尾。常用於分離同分異構體。
2.液液色譜法
使用將特定的液態物質塗於擔體表面,或化學鍵合於擔體表面而形成的固定相,分離原理是根據被分離的組分在流動相和固定相中溶解度不同而分離。分離過程是一個分配平衡過程。
塗布式固定相應具有良好的惰性;流動相必須預先用固定相飽和,以減少固定相從擔體表面流失;溫度的變化和不同批號流動相的區別常引起柱子的變化;另外在流動相中存在的固定相也使樣品的分離和收集復雜化。由於塗布式固定相很難避免固定液流失,現在已很少採用。現在多採用的是化學鍵合固定相,如C18、C8、氨基柱、氰基柱和苯基柱。
液液色譜法按固定相和流動相的極性不同可分為正相色譜法(NPC)和反相色譜法(RPC)。
正相色譜法
採用極性固定相(如聚乙二醇、氨基與腈基鍵合相);流動相為相對非極性的疏水性溶劑(烷烴類如正已烷、環已烷),常加入乙醇、異丙醇、四氫呋喃、三氯甲烷等以調節組分的保留時間。常用於分離中等極性和極性較強的化合物(如酚類、胺類、羰基類及氨基酸類等)。
反相色譜法
一般用非極性固定相(如C18、C8);流動相為水或緩沖液,常加入甲醇、乙腈、異丙醇、丙酮、四氫呋喃等與水互溶的有機溶劑以調節保留時間。適用於分離非極性和極性較弱的化合物。RPC在現代液相色譜中應用最為廣泛,據統計,它占整個HPLC應用的80%左右。
隨著柱填料的快速發展,反相色譜法的應用范圍逐漸擴大,現已應用於某些無機樣品或易解離樣品的分析。為控制樣品在分析過程的解離,常用緩沖液控制流動相的pH值。但需要注意的是,C18和C8使用的pH值通常為2.5~7.5(2~8),太高的pH值會使硅膠溶解,太低的pH值會使鍵合的烷基脫落。有報告新商品柱可在pH1.5~10范圍操作。
正相色譜法與反相色譜法比較表
正相色譜法 反相色譜法
固定相極性 高~中 中~低
流動相極性 低~中 中~高
組分洗脫次序 極性小先洗出 極性大先洗出
從上表可看出,當極性為中等時正相色譜法與反相色譜法沒有明顯的界線(如氨基鍵合固定相)。
3.離子交換色譜法
固定相是離子交換樹脂,常用苯乙烯與二乙烯交聯形成的聚合物骨架,在表面未端芳環上接上羧基、磺酸基(稱陽離子交換樹脂)或季氨基(陰離子交換樹脂)。被分離組分在色譜柱上分離原理是樹脂上可電離離子與流動相中具有相同電荷的離子及被測組分的離子進行可逆交換,根據各離子與離子交換基團具有不同的電荷吸引力而分離。
緩沖液常用作離子交換色譜的流動相。被分離組分在離子交換柱中的保留時間除跟組分離子與樹脂上的離子交換基團作用強弱有關外,它還受流動相的pH值和離子強度影響。pH值可改變化合物的解離程度,進而影響其與固定相的作用。流動相的鹽濃度大,則離子強度高,不利於樣品的解離,導致樣品較快流出。
離子交換色譜法主要用於分析有機酸、氨基酸、多肽及核酸。
4.離子對色譜法
又稱偶離子色譜法,是液液色譜法的分支。它是根據被測組分離子與離子對試劑離子形成中性的離子對化合物後,在非極性固定相中溶解度增大,從而使其分離效果改善。主要用於分析離子強度大的酸鹼物質。
分析鹼性物質常用的離子對試劑為烷基磺酸鹽,如戊烷磺酸鈉、辛烷磺酸鈉等。另外高氯酸、三氟乙酸也可與多種鹼性樣品形成很強的離子對。
分析酸性物質常用四丁基季銨鹽,如四丁基溴化銨、四丁基銨磷酸鹽。
離子對色譜法常用ODS柱(即C18),流動相為甲醇-水或乙腈-水,水中加入3~10
mmol/L的離子對試劑,在一定的pH值范圍內進行分離。被測組分保時間與離子對性質、濃度、流動相組成及其pH值、離子強度有關。
5.排阻色譜法
固定相是有一定孔徑的多孔性填料,流動相是可以溶解樣品的溶劑。小分子量的化合物可以進入孔中,滯留時間長;大分子量的化合物不能進入孔中,直接隨流動相流出。它利用分子篩對分子量大小不同的各組分排阻能力的差異而完成分離。常用於分離高分子化合物,如組織提取物、多肽、蛋白質、核酸等。
Ⅳ 二異丙醚的合成方法
1、工業上,可從丙烯硫酸水合制異丙醇的副產品中回收。丙烯與硫酸反應生成異丙基氫硫酸酯,然後水解為異丙醇。反應過程中,異丙基氫硫酸酯與丙烯繼續反應亦生成二異丙基硫酸酯,後者與異丙醇反應生成異丙基氫硫酸酯和二異丙醚。當硫酸水合反應後的物料在解吸塔用蒸汽汽提,使異丙醇與二異丙醚從酸液中釋出後,通過蒸餾,從塔頂首先獲得二異丙醚。在實驗室中,異丙醚可由異丙醇用硫酸脫水得到,也可由異丙醇與丙酮加氫反應來製取。還可由異丙醇與丙烯催化縮合而成。離子交換樹脂法也可製取二異丙醚。
2、將異丙醇和濃硫酸混合,加熱使之迴流,邊迴流邊分出反應生成的水,當水不再生成時,反應結束:
降溫後, 將反應液倒入冷水, 靜置分層,棄去水層。油層先經水洗除去未反應的醇, 然後加入高錳酸鉀溶液, 除去烯烴並水洗, 用硫酸亞鐵水溶液除去過氧化物後水洗, 再用氫氧化鈉溶液中和所含的酸後用水洗至中性, 靜置分層, 棄去水層, 醚層用無水氯化鈣乾燥脫水, 濾去固體乾燥劑後, 常壓蒸餾, 收集67~69℃的餾份, 即為成品異丙醚。高純異丙醇可採用含70%異丙醇的廢水溶液, 先與苯共沸蒸餾, 除去水分, 冷卻後經孔徑為0.8μm、0.45μm和0.2μm的三層聚四氟乙烯膜過濾所得。產品中含99.9%的異丙醇、 0.1%的水、0.4×10-6 Ca和0.01~0.09×10-6的其他陽離子雜質( 如 K、Mg、Cr 、Fe和Na) 。