3 Phương pháp tách chiết nucleic acid phổ biến hiện nay

   Tách chiết nucleic acid là kỹ thuật cơ bản được ứng dụng trong hầu hết các phòng thí nghiệm sinh học phân tử, di truyền học và sinh vật học. Đây là một bước quan trọng để thu nhận nucleic acid sạch phục vụ cho công tác nghiên cứu và ứng dụng xét nghiệm chẩn đoán. 

   Hiện nay, trên thị trường có sẵn rất nhiều bộ kit tách chiết nucleic acid khá tiện dụng, phù hợp để ly trích với mỗi loại mô, tế bào khác nhau. Tuy nhiên, mỗi phương pháp sẽ có cách thức hoạt động khác nhau, có những ưu và nhược điểm phù hợp tùy thuộc vào mục đích sử dụng. Bài viết dưới đây của chúng tôi sẽ cung cấp một số kiến thức cơ bản liên quan đến kỹ thuật tách chiết nucleic acid như mục đích tách chiết, một số phương pháp tách chiết thường gặp, ưu điểm và nhược điểm của từng phương pháp. Hãy cùng tham khảo bên dưới nhé!

———————————————————————————————————————————————————————————————-

  Mặc dù có rất nhiều phương pháp tách chiết nucleic acid khác nhau nhưng chung quy vẫn gồm 3 bước thao tác cơ bản là phá màng, loại protein và tạp chất, thu hồi nucleic acid. Tùy thuộc vào số lượng mẫu, thời gian thực hiện tách chiết qua các bước rửa, ly tâm lặp lại đòi hỏi khoảng thời gian thực hiện khác nhau, từ vài phút đến hàng giờ. Sau đây là một số phương pháp tách chiết DNA/RNA được sử dụng phổ biến hiện nay:

1. Phương pháp tủa phenol-chloroform

   Phương pháp tách chiết tủa nucleic acid bằng phenol – chloroform được giới thiệu vào năm 1998 bởi Baker và cộng sự. Các thành phần như phenol, guanidine isothiocyanate, β-mercaptoethanol có vai trò chính trong việc phá vỡ cấu trúc protein của màng tế bào người và vỏ capsid của virus. Đồng thời hoạt động biến tính protein của các chất này cũng làm bất hoạt các enzyme phân hủy DNA có trong hỗn hợp. DNA được giải phóng và di chuyển vào pha nước. Sau đó, chloroform được bổ sung vào hỗn hợp nhằm thu hút hoàn toàn phenol ra khỏi pha nước, giúp sự phân tách giữa pha nước và pha hữu cơ (phenol-chloroform) trở nên rõ ràng hơn. DNA trong pha nước sau đó được chuyển sang trạng thái không tan bằng isopropanol. Các gốc isopropanol được loại bỏ ra khỏi tủa DNA bằng ethanol 70%. Dung dịch này đảm bảo việc làm sạch DNA và giữ DNA ở trạng thái không tan. Cuối cùng, tủa DNA được hòa tan trong dung dịch nước đã qua xử lý để bất hoạt RNAse, DNase (gọi tắt là DEPC) trước khi sử dụng cho phản ứng PCR.

    Phương pháp tách chiết bằng phenol-chloroform có ưu điểm là rẻ nên hiện nay vẫn còn được sử dụng khá phổ biến ở nhiều phòng xét nghiệm, viện nghiên cứu mặc dù phenol và chloroform là những hóa chất không thân thiện với môi trường, tạo mùi khó chịu khi thực hiện. Ngoài ra, quy trình tiến hành của phương pháp này khá phức tạp, nhiều công đoạn làm tốn nhiều thời gian (2 giờ/ mẫu) và khó tách chiết những mẫu có nhiều protein.

2.  Phương pháp tách chiết cột silica

   Phương pháp tách chiết cột silica là phương pháp đang được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu và xét nghiệm hiện nay. Đối với phương pháp tách chiết này, thành phần guanidine hydrochloride có trong dung dịch ly giải có vai trò chính trong việc phá vỡ cấu trúc protein của tế bào và làm bất hoạt các enzyme phân hủy DNA có trong hỗn hợp. Sau đó, DNA sẽ được hấp phụ đặc hiệu lên màng silica khi hỗn hợp ly giải được đưa vào cột lọc, dưới sự hỗ trợ của ethanol hoặc isopropanol. Kế tiếp, màng lọc sẽ được rửa 2-3 lần bằng các dung dịch rửa để làm sạch DNA đã gắn lên màng. Cuối cùng, DNA sạch được dung giải khỏi màng nhờ dung dịch bảo quản để ứng dụng cho các phản ứng PCR sau đó.

   Ưu điểm của phương pháp này là tinh sạch nhanh và hiệu quả các nucleic acid (20 phút/mẫu). Màng silica cùng hệ đệm được tối ưu để thu hồi chọn lọc DNA hiệu suất cao, đồng thời hạn chế việc bám lại của các tạp chất. Hơn thế nữa, quy trình linh động, có thể thực hiện với nhiều loại mẫu khác nhau, tách chiết đồng thời RNA và DNA với hóa chất sử dụng thân thiện với môi trường và người dùng. Tuy nhiên, giá thành của các kit tách chiết bằng phương pháp này cao hơn so với phương pháp phenol-chloroform.

 3. Phương pháp tách chiết tự động

    Để đơn giản hóa quá trình tách chiết acid nucleic cũng như tiết kiệm thời gian và công sức, hệ thống tách chiết tự động dựa trên hạt từ tính ra đời. Các thành phần như guanidine isothiocyanate, chất tẩy, tris, EDTA có trong dung dịch ly giải sẽ phá vỡ cấu trúc protein của màng tế bào người và vỏ capsid của virus. Đồng thời hoạt động biến tính protein của các chất này cũng làm bất hoạt các enzyme phân hủy DNA có trong hỗn hợp và cho phép DNA gắn với silica trên hạt từ bởi trong dung dịch ly giải chứa nồng độ muối cao và pH thích hợp. Phức hợp DNA-hạt từ sau đó được chuyển lần lượt sang các giếng chứa dung dịch đệm có ethanol để rửa sạch các chất bẩn và chất ức chế. Ethanol đảm bảo việc làm sạch DNA, sau đó làm khô để loại hết. Cuối cùng, DNA được dung giải trong dung dịch đệm nồng độ muối thấp trước khi sử dụng cho phản ứng PCR. 

    Hiện nay, nhiều phòng xét nghiệm và viện nghiên cứu đã đầu tư hệ thống tách chiết nucleic acid tự động bởi tính ổn định và hiệu suất cao hơn thực hiện thao tác bằng tay. Hệ thống tách chiết thích hợp với nhiều loại mẫu với hàm lượng khác nhau, thực hiện được số lượng mẫu lớn, tiết kiệm công sức và thời gian. Ở NKTBIO chúng tôi cũng đang phân phối một số hệ thống tách chiết tự động được nhập khẩu từ các nước Đức, Hàn Quốc, Đài Loan, Ấn Độ…phù hợp với nhiều quy mô và mục đích sử dụng khác nhau, các bạn có thể tham khảo thêm tại đây. 

     Tóm lại, đó là một số kiến thức liên quan liên quan đến kỹ thuật tách chiết nucleic acid mà công ty TNHH Khoa học NKTBIO mong muốn chia sẻ đến các bạn đọc quan tâm. 
Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm thông tin hoặc có nhu cầu được tư vấn, đặt mua các bộ kit tách chiết nucleic acid thì có thể liên hệ chúng tôi qua hotline: 028.3636.5898 hoặc mail: sales1.nktbio@gmail.com để hỗ trợ nhanh nhất.