Ⅰ 提取基因组DNA的方法有哪些各有何优缺点
1、苯酚氯仿抽提法
优点是采用了实验室常见的试剂和药品,做起来成本比较低廉。
缺点是由于使用了苯酚、氯仿等试剂,毒性较大,长时间操作对人员健康有较大影响,而且核酸的回收率较低,损失量较大,由于操作体系大,不同实验人员操作重复性差,不利于保护RNA,很难进行微量化的操作。
2、离心柱法
离心柱法DNA提取它的优点是比传统的酚氯法提取的纯度高,有利于RNA保护,而且能进行微量操作,以其低廉的价格和相对便捷的操作,渐逐取代了传统DNA提取方法,被高校科研所等市场普遍接受。
离心柱法DNA提取的缺点是需要较多的样本,耗材多,对于珍稀样本无能为力,特别是在法医、考古等领域显得力不从心。
同时离心柱法DNA提取需要反复离心,不便于高通量、自动化操作,与现代生物学实验的高通量、自动化要求格格不入,特别是在基因诊断、疾病检测、转基因检测等领域,离心柱法DNA提取需要大量的操作人员及仪器设备。
当面对突发疫情时,更是需要有高通量的DNA提取设备与方法才能更有效准确的监测疫情、控制疫情。
3、磁珠法
磁珠法是纳米科技与生物技术的完美结合,具有其他DNA提取方法无法比拟的优势,主要体现在:
(1)能够实现自动化、高通量操作,配合96孔的核酸自动提取仪,在以往做一个样品的提取时间内可同时实现对96个样品的处理,效率直接提高96倍,满足了当前生物学高通量操作的要求,使得在大规模疫情爆发时能够进行快速筛查原因,这个优点是其他方法难以赶超的。
(2)操作简单、用时短,整个提取流程只有裂解、结合、洗涤、洗脱四步短时间内即可完成。
(3)安全无毒,不使用传统方法中的苯、氯仿等有毒试剂,对实验操作人员的伤害少,保护了实验人员的身体健康。
(4)磁珠与核酸的特异性结合使得提取的核酸纯度高、浓度大。
(5)灵敏度高,适合法医样本等痕量DNA提取。
磁珠法的原理是在磁珠表面修饰有对核酸有吸附作用的特定活性官能基团,通过不同的裂解液结合液洗涤液在特定的条件下能够与目的物质进行特异性结合,同时利用磁珠自身的磁性,在外磁场的作用下可以方便地实现定向移动与富集,从而达到核酸与杂质分离的目的,进而实现对目标物质的分离纯化,获得纯化核酸。
Ⅱ 高效液相是什么原理
高效液相的原理:
液相色谱是一类分离与分析技术,其特点是以液体作为流动相,固定相可以有多种形式,如纸、薄板和填充床等。
在色谱技术发展的过程中.为了区分各种方法,根据固定相的形式产生了各自的命名,如纸色谱、薄层色谱和柱液相色谱。
液相色谱是一类分离与分析技术,其特点是以液体作为流动相,固定相可以有多种形式,如纸、薄板和填充床等。
在色谱技术发展的过程中.为了区分各种方法,根据固定相的形式产生了各自的命名,如纸色谱、薄层色谱和柱液相色谱。
经典液相色谱的流动相是依靠重力缓慢地流过色谱柱,因此固定相的粒度不可能太小(100μm~150μm左右)。
分离后的样品是被分级收集后再进行分析的,使得经典液相色谱不仅分离效率低、分析速度慢,而且操作也比较复杂。
直到20世纪60年代.发展出粒度小于10μm的高效固定相,并使用了高压输液泵和自动记录的检测器,克服了经典液相色谱的缺点,发展成高效液相色谱,也称为高压液相色谱。
(2)异丙醇离子交换树脂扩展阅读:
高效液相统称为高柱效、高压力、高效率的液相色谱。
根据液相色谱原理,对物质进行分离。其原理可采用分配色谱,也可采用吸附色谱等等,其大体结构为:
泵(用来输送流动相,即溶剂/洗脱液,A相一般为水溶性溶剂,B相一般为有机溶剂,如乙腈、甲醇等),调节阀(分为单向或双向调节阀),色谱柱(用来分离物质,物质一般加在柱头),检测器(检测物质分离情况,一般可分为紫外,蒸发光散射等等)。
根据泵的结构可分为一元泵、二元泵、四元泵等,根据泵的压力可分为低压单元、高压单元等。
高效液相色谱法有“四高一广”的特点:
①高压:流动相为液体,流经色谱柱时,受到的阻力较大,为了能迅速通过色谱柱,必须对载液加高压。
②高速:分析速度快、载液流速快,较经典液体色谱法速度快得多,通常分析一个样品在15~30分钟,有些样品甚至在5分钟内即可完成,一般小于1小时。
③高效:分离效能高。可选择固定相和流动相以达到最佳分离效果,比工业精馏塔和气相色谱的分离效能高出许多倍。
④高灵敏度:紫外检测器可达0.01ng,进样量在μL数量级。
⑤应用范围广:百分之七十以上的有机化合物可用高效液相色谱分析,特别是高沸点、大分子、强极性、热稳定性差化合物的分离分析,显示出优势。
⑥柱子可反复使用:用一根柱子可分离不同化合物
⑦样品量少、容易回收:样品经过色谱柱后不被破坏,可以收集单一组分或做制备。
此外高效液相色谱还有色谱柱可反复使用、样品不被破坏、易回收等优点,但也有缺点,与气相色谱相比各有所长,相互补充。
高效液相色谱的缺点是有“柱外效应”。在从进样到检测器之间,除了柱子以外的任何死空间(进样器、柱接头、连接管和检测池等)中,如果流动相的流型有变化,被分离物质的任何扩散和滞留都会显著地导致色谱峰的加宽,柱效率降低。高效液相色谱检测器的灵敏度不及气相色谱。
Ⅲ 四大色谱原理是什么
色谱法分类
按两相的物理状态可分为:气相色谱法(GC)和液相色谱法(LC)。气相色谱法适用于分离挥发性化合物。GC根据固定相不同又可分为气固色谱法(GSC)和气液色谱法(GLC),其中以GLC应用最广。液相色谱法适用于分离低挥发性或非挥发性、热稳定性差的物质。LC同样可分为液固色谱法(LSC)和液液色谱法(LLC)。此外还有超临界流体色谱法(SFC),它以超临界流体(界于气体和液体之间的一种物相)为流动相(常用CO2),因其扩散系数大,能很快达到平衡,故分析时间短,特别适用于手性化合物的拆分。
按原理分为吸附色谱法(AC)、分配色谱法(DC)、离子交换色谱法(IEC)、排阻色谱法(EC,又称分子筛、凝胶过滤(GFC)、凝胶渗透色谱法(GPC)和亲和色谱法,此外还有电泳。按操作形式可分为纸色谱法(PC)、薄层色谱法(TLC)、柱色谱法。四、色谱分离原理
高效液相色谱法按分离机制的不同分为液固吸附色谱法、液液分配色谱法(正相与反相)、离子交换色谱法、离子对色谱法及分子排阻色谱法。
1.液固色谱法
使用固体吸附剂,被分离组分在色谱柱上分离原理是根据固定相对组分吸附力大小不同而分离。分离过程是一个吸附-解吸附的平衡过程。常用的吸附剂为硅胶或氧化铝,粒度5~10μm。适用于分离分子量200~1000的组分,大多数用于非离子型化合物,离子型化合物易产生拖尾。常用于分离同分异构体。
2.液液色谱法
使用将特定的液态物质涂于担体表面,或化学键合于担体表面而形成的固定相,分离原理是根据被分离的组分在流动相和固定相中溶解度不同而分离。分离过程是一个分配平衡过程。
涂布式固定相应具有良好的惰性;流动相必须预先用固定相饱和,以减少固定相从担体表面流失;温度的变化和不同批号流动相的区别常引起柱子的变化;另外在流动相中存在的固定相也使样品的分离和收集复杂化。由于涂布式固定相很难避免固定液流失,现在已很少采用。现在多采用的是化学键合固定相,如C18、C8、氨基柱、氰基柱和苯基柱。
液液色谱法按固定相和流动相的极性不同可分为正相色谱法(NPC)和反相色谱法(RPC)。
正相色谱法
采用极性固定相(如聚乙二醇、氨基与腈基键合相);流动相为相对非极性的疏水性溶剂(烷烃类如正已烷、环已烷),常加入乙醇、异丙醇、四氢呋喃、三氯甲烷等以调节组分的保留时间。常用于分离中等极性和极性较强的化合物(如酚类、胺类、羰基类及氨基酸类等)。
反相色谱法
一般用非极性固定相(如C18、C8);流动相为水或缓冲液,常加入甲醇、乙腈、异丙醇、丙酮、四氢呋喃等与水互溶的有机溶剂以调节保留时间。适用于分离非极性和极性较弱的化合物。RPC在现代液相色谱中应用最为广泛,据统计,它占整个HPLC应用的80%左右。
随着柱填料的快速发展,反相色谱法的应用范围逐渐扩大,现已应用于某些无机样品或易解离样品的分析。为控制样品在分析过程的解离,常用缓冲液控制流动相的pH值。但需要注意的是,C18和C8使用的pH值通常为2.5~7.5(2~8),太高的pH值会使硅胶溶解,太低的pH值会使键合的烷基脱落。有报告新商品柱可在pH1.5~10范围操作。
正相色谱法与反相色谱法比较表
正相色谱法 反相色谱法
固定相极性 高~中 中~低
流动相极性 低~中 中~高
组分洗脱次序 极性小先洗出 极性大先洗出
从上表可看出,当极性为中等时正相色谱法与反相色谱法没有明显的界线(如氨基键合固定相)。
3.离子交换色谱法
固定相是离子交换树脂,常用苯乙烯与二乙烯交联形成的聚合物骨架,在表面未端芳环上接上羧基、磺酸基(称阳离子交换树脂)或季氨基(阴离子交换树脂)。被分离组分在色谱柱上分离原理是树脂上可电离离子与流动相中具有相同电荷的离子及被测组分的离子进行可逆交换,根据各离子与离子交换基团具有不同的电荷吸引力而分离。
缓冲液常用作离子交换色谱的流动相。被分离组分在离子交换柱中的保留时间除跟组分离子与树脂上的离子交换基团作用强弱有关外,它还受流动相的pH值和离子强度影响。pH值可改变化合物的解离程度,进而影响其与固定相的作用。流动相的盐浓度大,则离子强度高,不利于样品的解离,导致样品较快流出。
离子交换色谱法主要用于分析有机酸、氨基酸、多肽及核酸。
4.离子对色谱法
又称偶离子色谱法,是液液色谱法的分支。它是根据被测组分离子与离子对试剂离子形成中性的离子对化合物后,在非极性固定相中溶解度增大,从而使其分离效果改善。主要用于分析离子强度大的酸碱物质。
分析碱性物质常用的离子对试剂为烷基磺酸盐,如戊烷磺酸钠、辛烷磺酸钠等。另外高氯酸、三氟乙酸也可与多种碱性样品形成很强的离子对。
分析酸性物质常用四丁基季铵盐,如四丁基溴化铵、四丁基铵磷酸盐。
离子对色谱法常用ODS柱(即C18),流动相为甲醇-水或乙腈-水,水中加入3~10
mmol/L的离子对试剂,在一定的pH值范围内进行分离。被测组分保时间与离子对性质、浓度、流动相组成及其pH值、离子强度有关。
5.排阻色谱法
固定相是有一定孔径的多孔性填料,流动相是可以溶解样品的溶剂。小分子量的化合物可以进入孔中,滞留时间长;大分子量的化合物不能进入孔中,直接随流动相流出。它利用分子筛对分子量大小不同的各组分排阻能力的差异而完成分离。常用于分离高分子化合物,如组织提取物、多肽、蛋白质、核酸等。
Ⅳ 二异丙醚的合成方法
1、工业上,可从丙烯硫酸水合制异丙醇的副产品中回收。丙烯与硫酸反应生成异丙基氢硫酸酯,然后水解为异丙醇。反应过程中,异丙基氢硫酸酯与丙烯继续反应亦生成二异丙基硫酸酯,后者与异丙醇反应生成异丙基氢硫酸酯和二异丙醚。当硫酸水合反应后的物料在解吸塔用蒸汽汽提,使异丙醇与二异丙醚从酸液中释出后,通过蒸馏,从塔顶首先获得二异丙醚。在实验室中,异丙醚可由异丙醇用硫酸脱水得到,也可由异丙醇与丙酮加氢反应来制取。还可由异丙醇与丙烯催化缩合而成。离子交换树脂法也可制取二异丙醚。
2、将异丙醇和浓硫酸混合,加热使之回流,边回流边分出反应生成的水,当水不再生成时,反应结束:
降温后, 将反应液倒入冷水, 静置分层,弃去水层。油层先经水洗除去未反应的醇, 然后加入高锰酸钾溶液, 除去烯烃并水洗, 用硫酸亚铁水溶液除去过氧化物后水洗, 再用氢氧化钠溶液中和所含的酸后用水洗至中性, 静置分层, 弃去水层, 醚层用无水氯化钙干燥脱水, 滤去固体干燥剂后, 常压蒸馏, 收集67~69℃的馏份, 即为成品异丙醚。高纯异丙醇可采用含70%异丙醇的废水溶液, 先与苯共沸蒸馏, 除去水分, 冷却后经孔径为0.8μm、0.45μm和0.2μm的三层聚四氟乙烯膜过滤所得。产品中含99.9%的异丙醇、 0.1%的水、0.4×10-6 Ca和0.01~0.09×10-6的其他阳离子杂质( 如 K、Mg、Cr 、Fe和Na) 。