萃取基因組DNA(genomeDNA,gDNA)的方法有很多種,常見的有:試劑萃取(Reagents Purification)、管柱萃取(Column Purification)以及磁珠萃取(Magnetic separation),gDNA的樣本形式也非常多元,如血液、細菌、酵母、糞便、組織等。
1. 試劑萃取:因溶劑的不同,因此萃取方式分為有機溶劑及非有機溶劑 。
有機溶劑萃取:主要利用酚類化合物 (Phenol)及氯仿 (Chloroform)將細胞打破(lysis) ,再經由高速離心使細胞溶液分層,主要分三層(水層、蛋白質及有機溶液層),DNA不溶於有機溶劑且具親水性,因此將DNA從水層抽出,以酒精(ethanol)或異丙醇(isopropanol)清洗沉澱,最後用緩衝液(elute buffer)回溶可得到DNA。
非有機萃取:此方法與現在普遍常用管柱法較為相似,先使用陰離子界面活性劑(detergent)將細胞打破,使蛋白質變性,以抑制DNase的活性,再加入蛋白酶(proteinase K)讓DNA中的蛋白質降解,接著加入鹽類(NaCl),再以酒精(ethanol)或異丙醇(isopropanol)清洗沉澱,收取DNA並使用70%酒精去除鹽類,最後用緩衝液回溶可得到DNA。
2. 管柱萃取: 前置步驟與非有機溶劑萃取相同,將已加入蛋白酶步驟後的混合物倒入Column 中,DNA會吸附於濾膜上,接著透過wash buffer、乙醇將DNA以外的雜質去除,最後再以緩衝液收集DNA。利用濾膜(silica gel membrane)作為DNA的特異性吸附材料,透過鹽類及pH值來調整對核酸的吸附能力,具有操作簡單、回收率高及性能穩定的特點。
3. 磁珠萃取:原理主要為磁珠表面覆蓋一層可以吸附DNA的矽,將磁珠與欲純化的樣本混合後,利用pH值及離子濃度的不同,來調控磁珠上矽對DNA的吸附能力,在磁珠吸附核酸後,將雜質清洗乾淨,再透過緩衝液讓DNA與磁珠分開,達到DNA純化。
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