一、DNA提取
样本采集与处理
根据样本类型(如血液、唾液、植物组织、考古遗骸等)选择合适采集方法。例如,血液需离心分离白细胞,植物需液氮研磨,而考古样本需用次氯酸溶液浸泡去除污染。样本保存需避光、低温,防止DNA降解。
细胞裂解
通过物理或化学方法破坏细胞膜和核膜,释放DNA。物理方法包括研磨(植物)、超声破碎;化学方法常用SDS(十二烷基硫酸钠)溶解膜结构,蛋白酶K降解蛋白质。高温(如56℃加热)可加速裂解。
去除杂质与纯化
去蛋白:使用酚/氯仿抽提法分离DNA与蛋白质,或通过高盐溶解DNA、低盐沉淀蛋白质。
纯化:硅胶膜吸附法(如硅离心柱)选择性结合DNA,洗涤后洗脱纯净DNA;乙醇或异丙醇沉淀法通过离心收集DNA沉淀。需避免酸酶污染,确保DNA完整性。
二、DNA鉴定
定量分析
紫外分光光度法:检测260nm吸光度(A260)计算DNA浓度,A260/A280比值评估纯度(理想值为1.8-2.0)。
实时荧光定量PCR(qPCR):精准测定DNA拷贝数,适用于微量样本。PCR扩增
针对特定区域(如STR位点、基因座)设计引物,通过温度循环(变性-退火-延伸)扩增目标DNA片段。扩增产物需满足后续分析需求。
分型与测序
电泳分析:琼脂糖凝胶电泳观察DNA片段大小,EB染色或SYBR Green显色。
STR分析:短串联重复序列分型通过毛细管电泳检测片段长度多态性,用于法医学和亲子鉴定。
高通量测序:全面解析DNA序列,适用于科研和复杂鉴定。
数据比对与报告
将分型结果与数据库或参考样本比对,计算亲缘关系指数(如亲子鉴定中的CPI值)。最终报告需经质量控制,确保法律效力。
三、注意事项
污染控制:操作环境需无菌,避免气溶胶污染;设置阴性对照(如“提取空白”)监测交叉污染。
伦理与合规:涉及隐私的鉴定需遵循法律法规,确保数据安全。
技术选择:不同样本(如高盐碱土壤、降解遗骸)需适配提取方法,如加入石英砂增强裂解。
四、应用领域
从刑事侦查的物证鉴定到古人类遗骸的谱系研究,再到农业育种中的基因筛选,DNA技术的精准性使其成为多学科交叉的核心工具。
综上,DNA提取与鉴定通过标准化的步骤和多样化技术,为科学研究和实际应用提供了可靠的数据基础,其操作严谨性直接决定了结果的权威性。