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[交流] 异丙醇/乙醇沉淀DNA,原理大揭秘

做分子生物学实验,DNA沉淀是个关键步骤!今天就来给大家唠唠,异丙醇和乙醇沉淀DNA的原理,还有怎么优化这个过程,赶紧搬好小板凳,认真听讲啦!

DNA为啥能在水里“漂”?

DNA是亲水性分子,由磷酸骨架和碱基组成。磷酸基团带负电荷,能吸引水分子中的正电荷部分,通过氢键等相互作用力稳定存在于水溶液中。这就像是DNA分子穿了一件“水衣”,让它能在水中均匀分散并保持溶解。

乙醇沉淀DNA的原理

1️⃣ 降低溶液极性,消除水化层

乙醇的极性比水小,加入后能取代部分水分子,把DNA分子的“水衣”给脱掉。这样,DNA分子之间的距离就拉近了,为聚集和沉淀创造了条件。

2️⃣ 降低电荷排斥

DNA分子带负电荷,在水溶液中会互相排斥。乙醇加入后,减少了水分子,DNA分子之间的静电排斥力降低,它们就能靠近了。

3️⃣ 中和负电荷

沉淀DNA时,通常会加盐,比如醋酸钠、醋酸铵。这些盐的阳离子能和DNA的负电荷结合,降低电荷密度,进一步减少静电排斥力,让DNA更容易聚集沉淀。

异丙醇沉淀DNA的原理

1️⃣ 极性差异

异丙醇的极性比乙醇还小,和水分子的相互作用更弱。加入异丙醇后,DNA分子更容易从水相转移到异丙醇相,为沉淀创造条件。

2️⃣ 降低溶解度

DNA在异丙醇中的溶解度比在水中低。加入异丙醇后,DNA的溶解度降低,就会聚集沉淀。

3️⃣ 促进DNA聚集

异丙醇减少了DNA周围的水分子,本身又不带电,没有静电排斥。加盐后,阳离子中和了DNA的负电荷,DNA分子就能更容易地聚集沉淀。

4️⃣ 减少盐共沉淀

相比乙醇,异丙醇沉淀DNA时,盐类杂质共沉淀的情况更少。这是因为异丙醇沉淀速度快,室温下就能完成,减少了盐离子和DNA结合的机会。

异丙醇和乙醇沉淀DNA的差异

1️⃣ 沉淀效果

异丙醇:沉淀速度快,室温下15-30分钟就能完成;所需体积小,只需0.6-0.7倍体积。

乙醇:沉淀速度慢,需在-20℃下放置30分钟至1小时;所需体积大,需2倍体积的无水乙醇或2.5倍体积的95%乙醇。

2️⃣ 杂质含量

异丙醇:沉淀的杂质相对较多,沉淀后需用75%乙醇洗涤。

乙醇:沉淀的DNA更纯净,杂质含量少。

优化沉淀效果的小贴士

1️⃣ DNA浓度

DNA浓度高,沉淀效果好;浓度低,沉淀困难。如果DNA浓度低,可以适当浓缩后再沉淀。

2️⃣ 盐离子种类和浓度

选择合适的盐离子,比如醋酸钠或醋酸铵,浓度要适中,避免过高或过低。

3️⃣ 乙醇和异丙醇的用量

根据实验需求,选择合适的沉淀剂和用量。异丙醇沉淀速度快,适合快速实验;乙醇沉淀效果更纯净,适合对纯度要求高的实验。

4️⃣ 温度和时间

乙醇:低温(-20℃)沉淀效果好,但时间要控制在30分钟至1小时。

异丙醇:室温下沉淀,时间控制在15-30分钟。

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