PCR 扩增或限制性消化后,DNA 必须在下游应用之前去除酶、引物、核苷酸、盐和缓冲液组分。两种相关方法涵盖了大多数纯化需求。
PCR 纯化
PCR 纯化去除扩增反应中的引物、dNTP、聚合酶和盐。大多数商业试剂盒使用离心柱中的硅胶膜:在高浓度离液盐存在下 DNA 结合到膜上,污染物通过,DNA 在低盐缓冲液中洗脱。
典型操作:将结合缓冲液直接加入 PCR 反应中,上柱,离心,用乙醇基洗涤缓冲液洗涤,再次离心,在 20–50 µL 中洗脱。回收率通常为 60–90%。
PCR 纯化快速(5–10 分钟),适用于 >100 bp 的片段。它不能去除引物二聚体或大小相似的非特异性产物——只能去除通过柱子的过量引物和小片段。
凝胶回收
凝胶回收从琼脂糖凝胶中分离特定的 DNA 条带,去除所有其他 DNA 片段,包括引物二聚体和错误引发的产物。在紫外光下用洁净手术刀切下目标条带,在 50–60 °C 的离液盐溶液中溶解琼脂糖。然后将熔化的琼脂糖通过硅胶离心柱进行纯化。
关键考虑因素:
- 尽量减少紫外光暴露时间以防止 DNA 损伤(如可能,使用 365 nm 紫外光代替 302 nm)。
- 尽可能靠近条带切割以最小化琼脂糖体积。
- 溶解步骤需要足够的缓冲液——通常每体积凝胶需要 3 体积缓冲液。
- 大于 10 kb 的片段回收率降低;在室温而非柱上孵育溶解的凝胶可改善大片段回收。
通过沉淀进行 DNA 纯化
乙醇沉淀是一种无需试剂盒的传统替代方法。加入 0.1 体积的 3 M 乙酸钠(pH 5.2)和 2.5 体积的冷 100% 乙醇,在 −20 °C 或 −80 °C 孵育,以最大速度离心 15–30 分钟,用 70% 乙醇洗涤,风干,重悬。该方法适用于任何片段大小,但耗时较长,且去除 dNTP 的效率不如硅胶柱。
质量控制
纯化后,测量 A₂₆₀/A₂₈₀ 比值以检查纯度(理想为 1.8–2.0)。在凝胶上运行等分试样以确认条带完整且大小正确。对于克隆,洗脱缓冲液应与下游酶兼容——用水或 10 mM Tris 洗脱(如果后续进行连接则不要用 EDTA)。