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如何提取RNA?一文详解Trizol法提取RNA全过程

2025-05-09 15:35:46

来源/作者:普拉特泽-生物医学整体课题外包平台

    在分子生物学实验中,获取高纯度且结构完整的RNA至关重要,它是开展RT-PCRNorthern杂交mRNA分离cDNA合成体外翻译等多项实验的基础。当下,常见的RNA提取方法主要有2种。一种是基于异硫氰酸胍/苯酚混合试剂的液相提取法,也就是大家熟知的Trizol类试剂提取法(以下简称Trizol法)。另一种则是基于硅胶膜特异性吸附原理的离心柱提取法。在这2种方法中,Trizol法表现尤为突出。它具备强大的细胞裂解能力,能够高效地将细胞破碎,释放出其中的RNA。同时,它还能对RNA起到良好的稳定和保护作用,避免RNA在提取过程中被降解。正因如此,Trizol法在RNA提取领域得到了广泛应用和高度认可。下面普拉特泽生物就带大家细了解一下如何使用Trizol法来提取RNA。

                                                      
  一、Trizol法提取RNA的基本原理 

01细胞裂解
Trizol试剂中的异硫氰酸胍是一种强力的蛋白质变性剂,它能迅速破坏细胞结构,使细胞内的核酸和蛋白质释放出来。同时,异硫氰酸胍还能有效抑制细胞释放出的核酸酶活性,保护RNA不被降解。


02.RNA分离

在细胞裂解后,加入氯仿进行离心。氯仿的密度大于水,且能与苯酚结合,从而抽提酸性的苯酚。苯酚的存在促使RNA进入水相,而大部分DNA和蛋白质则保留在中间相或下层有机相中。通过离心,可以实现RNA与其他细胞成分的分离。


03.RNA沉淀
收集上层水相后,加入异丙醇以沉淀RNA。异丙醇的-OH基团为亲水基团,能与水结合,从而使RNA脱水并产生沉淀。这一步是回收RNA的关键步骤。

04RNA洗涤与纯化
使用乙醇洗涤RNA沉淀,以去除残留的异丙醇和其他有机溶剂,同时去除RNA表面吸附的少量杂质。洗涤后,RNA沉淀被干燥并用无RNase的水溶解,得到纯净的总RNA。

 二、Trizol法中各个试剂的作用 
01Trizol试剂Trizol试剂的主要成分是异硫氰酸胍、苯酚、8-羟基喹啉、β-巯基乙醇等。


①异硫氰酸胍属于解偶剂,是一种强力的蛋白质变性剂,能迅速溶解蛋白质,使蛋白质二级结构消失,细胞结构降解,从而使核蛋白与核酸解聚,将RNA释放到溶液中。同时,它还能有效抑制细胞释放出的核酸酶活性,保护RNA的完整性。
②苯酚的主要作用是裂解细胞,使细胞中的蛋白、核酸物质解聚得到释放。苯酚虽然可以变性蛋白质,但不能完全抑制RNA酶活性,因此常与其他成分联合使用以增强效果。
③8-羟基喹啉可以抑制RNase活性,与氯仿联合使用时可显著增强对内源性和外源性RNase的抑制作用。
④β-巯基乙醇的主要作用是破坏RNase蛋白质中的二硫键,从而进一步抑制RNase活性。

02氯仿
氯仿是一种分子量较大的有机溶剂,其主要作用是加速有机相和水相的分层,形成两相系统RNA由于其亲水性会留在上层水相中,而DNA和蛋白质则转移到有机相或界面相氯仿还可以抽提核酸溶液中少量的苯酚,减少苯酚对RNA的潜在损害。

04乙醇

乙醇的主要作用是去除沉淀中残留的异丙醇和其他有机溶剂。此外,乙醇还有助于去除RNA表面吸附的少量杂质,以提高RNA的纯度。

05DEPC水DEPC水是指经过焦碳酸二乙酯(DEPC)处理过的水,DEPC能与RNA酶的活性基团结合,使其变性失活。因此,DEPC水(无RNase水)在RNA提取过程中用于溶解RNA,防止RNA在溶解过程中被降解。

 举个例子:提取12孔板细胞RNA 


1. 12孔板每孔加入700 μL的Trizol试剂(6孔板每孔加入1 mL,组织切取50 mg左右,加入1 mL的Trizol)后,于室温裂解10 min,使核酸蛋白复合物完全分离

2. 用枪吹打细胞并将其转移至新的EP管中,每管加入140 μL的三氯甲烷(即加入Trizol体积1/5的三氯甲烷,剧烈震荡15 s,室温放置3 min)。

3. 12000 rpm,4 ℃,离心20 min,样品会分成3层:红色的有机相中间层上层无色的水相RNA主要在水相中

4. 小心转移上层水相(300 μL)至新的EP管中,这个过程操作要格外小心,不要吸取到有机相,可以使用黄枪头套着小枪头进行吸取,分2次吸取。加入等量体积300 μL的异丙醇,颠倒混匀,室温放置10 min,使RNA沉淀。

5. 12000 rpm,4 ℃,离心15 min,弃上清。

6. 加入1 mL 75%乙醇,8000 rpm,4 ℃,离心5 min,重复2次洗涤能够提高RNA的纯度。

7. 离心结束后,使用吸引器将乙醇吸取干净;无吸引器的话可以将上清倒掉后,再离心1~2 min,使用黄枪头套白枪头的方法将上清弃去。

8. 室温放置晾干RNA沉淀,一般2~5 min即可,具体时间看RNA沉淀的大小,切勿干燥过度,会降低RNA的溶解度。

9. 加入适量DEPC水(无RNase水)用枪头吸打几次使RNA充分溶解。

[小编提醒] rpm在论文写作时应换算为“×g”的形式。




三、RNA质量的检测 


01

分光光度法

使用nanodrop检测RNA的浓度,除了检测提取RNA的浓度,还应该注意OD260/OD280和OD260/OD230这2个指标。

①OD260/OD280 用于评估RNA中蛋白质污染的比例。理论上,纯RNA的OD260/OD280比值为2.0,可接受的范围通常为1.8-2.2。当比值低于1.8时,可能表明溶液中存在蛋白质或酚类物质污染;当比值高于2.2时,可能表明RNA已经水解为单核苷酸。

②OD260/OD230 用于评估RNA样品中是否存在其他杂质(如碳水化合物、多肽、苯酚等)。一般认为,OD260/OD230比值在2-2.5表示RNA纯度高;比值小于2,说明存在盐类、糖类或者有机物污染;比值大于2.5,说明RNA已经降解了。


02

琼脂糖凝胶电泳




在标准的RNA琼脂糖凝胶电泳图谱中,真核生物的RNA样品通常会显示出3条主要的条带,从上到下依次为
28S rRNA18S rRNA5S rRNA。其中,28S和18S rRNA条带最为明显,且28S条带的亮度通常约为18S条带的两倍,这表明RNA完整性较好。
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