一、常用实验材料分类
动物材料
鸡血:鸡红细胞含细胞核,DNA含量高(每毫升血液可提取约5 mg DNA),需用柠檬酸钠抗凝防止凝血。
猪肝:肝细胞代谢活跃,核物质丰富,适合提取高纯度DNA。
人血(非成熟红细胞):仅限含白细胞的全血样本,哺乳动物成熟红细胞无核,无法用于DNA提取。
植物材料
菜花(花椰菜):细胞核大、DNA含量高,研磨后易释放DNA,是教学实验的首选。
洋葱:含大量分生组织细胞,DNA提取效率高,但需充分研磨。
黄豆/蚕豆幼根:成本低廉,结合洗洁精破坏细胞膜和多酶片分解蛋白质,适合简化实验。
微生物材料
大肠杆菌:无复杂细胞结构,DNA提取步骤简单,常用于基础研究。
特殊样本
唾液/毛发毛囊:含口腔上皮细胞或毛囊细胞,适合法医学鉴定。
羊水/孕妇静脉血:用于无创产前DNA检测,需专业医疗操作。
二、材料选取的科学原则
DNA含量与完整性
优先选择核物质丰富的材料(如鸡血、菜花),避免使用无核细胞(如人成熟红细胞)。
样本需新鲜或低温保存(-20℃至-80℃),防止DNA降解。
操作便利性
植物材料需彻底研磨以破坏细胞壁,加入SDS或CTAB溶解膜结构。
血液样本需离心分离细胞,避免血红蛋白干扰。
3.成本与安全性
教学实验多选用菜花、洋葱等易获取材料,降低实验成本。
避免使用有毒试剂(如溴化乙锭),可改用GoldView等安全染料。
三、配套试剂与仪器
关键试剂
裂解剂:SDS(破坏细胞膜)、蛋白酶K(分解蛋白质)。
溶解度调节剂:NaCl(高浓度溶解DNA,低浓度沉淀)。
沉淀剂:预冷95%乙醇(低温下选择性沉淀DNA)。
鉴定试剂:二苯胺(与DNA脱氧核糖反应生成蓝色化合物)。
核心仪器
离心机:分离细胞与杂质。
PCR仪:扩增微量DNA。
电泳系统:琼脂糖凝胶分离DNA片段。
四、材料选择的应用差异
教学实验:侧重操作简易性,多采用菜花、鸡血等材料。
法医鉴定:需标准化样本(如血液、唾液),确保结果法律效力。
科研研究:根据目标选择特定材料(如大肠杆菌用于质粒提取)。
结语
DNA鉴定材料的选择需综合考虑DNA含量、操作难度及实验目的。无论是菜花的细胞核还是鸡血的抗凝处理,每一步都体现了生物学原理与实验设计的精密结合。未来,随着新型材料(如合成gBlocks
)和微流控技术的发展,DNA鉴定的效率和准确性将进一步提升。