一、原理区别:提取与鉴定的核心差异
1.DNA提取的原理
DNA提取的核心在于利用其物理化学特性与其他生物大分子(如蛋白质、多糖)的差异,通过三步分离:
细胞裂解:通过研磨(植物细胞)或离心(动物细胞如鸡血)破坏细胞膜。
杂质去除:利用高盐溶液溶解DNA(如2mol/L NaCl),低盐条件(0.14mol/L NaCl)沉淀蛋白质;或通过酚氯仿抽提法分离。
DNA纯化:冷乙醇(或异丙醇)沉淀DNA,因DNA在酒精中溶解度极低,而部分蛋白质可溶。
2.DNA鉴定的原理
鉴定侧重于检测DNA的特异性,包括:
化学特性:如二苯胺试剂在沸水浴中与DNA反应显蓝色(需加热,非直接显色)。
物理特性:紫外吸收法(260nm吸光度)定量DNA。
序列特异性:通过PCR扩增特定区域(如STR序列),电泳分离后比对片段长度差异。
关键区别:提取侧重分离纯化,依赖溶解度差异;鉴定侧重特异性验证,依赖序列或理化反应。
二、DNA鉴定的核心步骤与方法
1.样本采集与预处理
常见样本:血液(需裂解红细胞)、口腔黏膜细胞、毛发(需带毛囊)、组织碎屑等。
特殊样本:粪便(需克服细菌污染)需特殊处理。
2.DNA提取(详见原理部分)
关键方法:硅胶柱法(高效纯化)、盐析法(低成本)或磁珠法(自动化)。
3.DNA扩增(PCR技术)
原理:通过温度循环(变性-退火-延伸)指数级扩增目标序列。
应用:STR扩增(亲子鉴定)、SNP检测(疾病筛查)。
4.DNA分型与分析
电泳法:琼脂糖凝胶电泳分离DNA片段,溴化乙锭染色观察条带。
毛细管电泳:高分辨率检测STR片段长度差异(法医学常用)。
测序法:直接读取碱基序列,用于精准鉴定(如基因突变分析)。
5.数据解读与报告
亲子鉴定:计算亲权指数(CPI),若≥99.99%可确认关系。
个体识别:比对STR分型数据库,匹配概率需达亿分之一。
三、技术难点与注意事项
防污染:全程需无菌操作,避免外源DNA干扰。
防降解:提取时需抑制核酸酶(如加入EDTA)。
特殊样本处理:如骨髓移植者需采集非血液样本(如口腔细胞)。
突变处理:若遇STR位点突变,需增加检测位点(通常检测16-21个)。
四、应用场景示例
法医学:通过现场微量DNA(如皮屑)锁定嫌疑人。
亲子鉴定:比对父母与子女的STR分型,确认生物学关系。
疾病筛查:无创产前检测(NIPT)通过母血中胎儿DNA分析染色体异常。
总结
DNA提取是分离纯化的基础,而鉴定是特异性验证的核心。二者通过溶解度差异、序列扩增和理化反应共同构成现代生物技术的基石,在司法、医疗等领域发挥着不可替代的作用。