新手带教|贴壁细胞 TRIzol 提取总 RNA

以约100万贴壁细胞为例,按相分离、RNA沉淀、乙醇洗涤和重溶逐步操作并防RNase污染。

01本篇适用条件

固定为TRIzol型酚/异硫氰酸胍单相裂解法,起始为一个约3.5 cm培养皿中的约1×10⁶普通非感染性贴壁细胞,每份1 mL裂解剂,目标重溶30 μL。不同组织、细菌、植物和试剂微量提取盒不可照搬。处理后做表达实验需另外检查基因组DNA残留并设置NoRT;本流程不承诺提取物已经无DNA。

02实验原理

胍盐和酚使细胞迅速裂解并抑制核酸酶;氯仿后离心分为水相、界面和有机相,RNA主要位于上层水相。异丙醇让RNA沉淀,75%乙醇洗盐,RNase-free水重溶。最关键的手上动作是取水相时不碰界面、工作区RNase-free、严禁含胍废物接触漂白剂。

03安全与适用范围

TRIzol/苯酚和氯仿有毒且刺激性强,必须按本机构风险评估在化学通风橱内操作,穿实验服、护目镜及适配手套;不要在超净台中操作挥发性有机溶剂。苯酚/氯仿、有机相、含胍裂解液分流收集;含异硫氰酸胍的废液绝不加漂白剂,避免生成有毒气体。按SDS和危废制度处置。

04材料与仪器

  • 普通贴壁细胞、TRIzol、氯仿、异丙醇、75%乙醇、RNase-free水;不在加裂解剂前PBS冲洗。
  • RNase-free管和枪头、P100/P200/P1000、细胞培养皿、耐有机溶剂离心管。
  • 可在4°C达12,000×g的微量离心机、化学通风橱、55°C热块、冰盒、计时器;适当的RNA定量与完整性检测设备。
  • 独立、已清洁的RNA工作区;标记含苯酚、氯仿、异丙醇与胍的独立废液容器。

05配液与用量

每个样本/阶段体积核对
TRIzol裂解1,000 μL约1×10⁵–1×10⁷贴壁细胞;本例约10⁶
氯仿200 μL每1 mL原始TRIzol,不按取出的水相量算
异丙醇500 μL每1 mL原始TRIzol;不是水相的一半
75%乙醇洗1,000 μL由无水乙醇配制;每1 mL原始TRIzol一次
RNA重溶30 μLRNase-free水;可在20–50 μL范围按需要调整
加热溶解55°C约10分钟,55–60°C均为参考窗口

配10 mL 75%乙醇:7.5 mL无水乙醇,以RNase-free水补至10 mL。体积以最终刻度为准。

06时间安排

阶段设置用时
化学橱准备/裂解室温;1 mL TRIzol10分钟+静置5分钟
氯仿分相室温静置2–3分钟;12,000×g、4°C18分钟
水相转移/异丙醇沉淀室温10分钟;12,000×g、4°C22分钟
75%乙醇洗涤7,500×g、4°C10分钟
风干、重溶、检查室温风干5–10分钟;55°C溶解25–45分钟

07开始前的准备

先把通风橱内外的物品分区:外部放冰盒、干净枪头和RNA-free管;橱内只放当前有机试剂和废液。离心管确认耐苯酚/氯仿并适配转子;对称配平至制造商要求。细胞处理结束后立即裂解,或按已验证的快速冻存方案冻存。切勿在RNA样本旁使用RNA酶、普通手套触摸管口或共用有污染的移液器。

仪器/参数本例设置如何调整与核对
化学通风橱经检验可用的化学通风橱按SDS控制酚/氯仿暴露;不是超净台
冷离心机分相4°C、12,000×g、15分钟管/转子必须耐化学试剂及此转速
冷离心机沉淀4°C、12,000×g、10分钟配平,记铰链方向定位沉淀
乙醇洗涤离心4°C、7,500×g、5分钟不误输入成rpm
热块55°C、10分钟用适配管孔;可按原厂55–60°C窗口调整
RNA检测RNA HS荧光法、UV/完整性按需各读数分开解释,不把UV比值当RIN

08逐步操作

  1. 换新手套,清洁专用工作区并标记S1等样本管、TRIzol废液和有机废液容器;检查离心机已预冷4°C。
    RNA酶污染控制和有机危废分流图。

    原创教学图解:RNA酶污染控制和有机危废分流图。

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  2. 记录细胞系、培养皿大小、融合度、处理条件、收样时间及估计细胞数。
  3. 从培养箱取皿后吸尽培养液。不先PBS洗涤,避免增加操作时间和RNA降解风险。
  4. 在皿内直接加入1 mL TRIzol,立即覆盖整个生长面;P1000缓慢吸打数次使细胞裂解匀浆。
  5. 将匀浆转移到耐有机试剂管;沿皿面冲洗残留裂解液并合并,盖紧。
  6. 室温放置5分钟,使核蛋白复合物充分解离;开始时记录计时,不要跳过。
  7. 每管加入200 μL氯仿,立即盖紧;在化学通风橱中用手剧烈振荡约15秒,直至均匀乳浊。
  8. 室温放置2–3分钟,过程中不反复开盖闻味或振荡。
  9. 4°C、12,000×g离心15分钟。确认输入栏是×g;如果仪器只有rpm,需要按转子半径换算,不能照抄其他离心机的rpm。
  10. 取出后可见上层无色/淡色水相、中间界面和下层有机相。保持管垂直,估计水相体积约400–500 μL。
  11. 用P200或适配枪头沿管壁慢慢转移上层水相到新RNase-free管,界面上方留约2–3 mm液层不取。宁少勿带界面。
    TRIzol分相示意(非真实离心管照片)。

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    TRIzol分层管和取水相枪头位置的原创教学示意,非实验实拍。

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  12. 加入500 μL异丙醇(按最初1 mL TRIzol计),轻柔颠倒混匀10次,盖紧室温静置10分钟。
    TRIzol沉淀与洗涤阶段的教学流程。

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  13. 4°C、12,000×g离心10分钟。开盖前标记铰链方向以便定位可能不可见的RNA沉淀。
  14. 缓慢吸走上清,不让枪头触及沉淀区域;如果不确定沉淀在哪一侧,先少吸一部分再旋转管观察。
  15. 沿与沉淀相反的内壁加入1 mL 75%乙醇,轻轻颠倒洗涤;4°C、7,500×g离心5分钟。
  16. 吸去乙醇,短暂再离心使残液汇集管底,用P20小心移走最后液滴;避免直接戳沉淀。
  17. 开盖室温风干5–10分钟,看到无明显乙醇液滴即可。不要风干至硬透明薄膜,过干会很难溶解。
  18. 加30 μL RNase-free水,盖好并在55°C加热10分钟;轻弹/缓慢吹吸帮助溶解,不要剧烈涡旋。
  19. 取少量测RNA浓度和纯度,另取等量样本跑变性胶或使用适合RNA的完整性分析平台。定量前轻混并短暂离心。
  20. 记录浓度、总量、A260/280、A260/230及完整性;做表达分析前用匹配DNase方案处理并保留NoRT。分装保存于经验证的−80°C条件,避免反复冻融。

09结果判断与质控

良好样本应能重溶,Qubit RNA HS给出高于定量下限且重复性合理的浓度;RNA电泳可见与物种/样本一致的主要核糖体RNA信号。概念示意图会展示“完整、降解、酚污染时”的外观趋势,不模拟真实峰值/RIN。A260/280约2.0只是常见参考,A260/230偏低可见于盐、胍、酚等残留;不能仅凭一个比值宣布合格。

10实验记录模板

样本细胞系/数量TRIzol/氯仿/异丙醇水相转移μL离心×g/温度乙醇洗涤重溶μLRNA ng/μL/总量A260/280A260/230完整性
待填待填1000/200/500待填待填1 mL/5 min30待填待填待填待填

11常见问题与排错

RNA浓度低

核对细胞数量、裂解覆盖、是否丢失沉淀、空白与移液器;起始少于1×10⁶细胞或少于10 mg组织时,原厂允许在水相中加5–10 μg RNase-free糖原(glycogen)辅助沉淀;本例约10⁶细胞不默认需要。糖原不是载体RNA,不能用外源RNA替代,否则会影响定量及RT输入。

A260/230低或RT/qPCR受抑

考虑水相带入界面/苯酚、胍或洗液残留。用适合RNA的cleanup/DNase体系处理,再重新定量,不要靠多加逆转录酶补偿污染。

样品快速降解

排查RNA酶污染、收样至裂解延迟、管口/枪头污染和冻融;先用阳性RNA参考品确认分析仪器。

RNA有DNA信号

TRIzol本身不保证完全除DNA。按下游目的做DNase及纯化,并设置NoRT对照。

12参考资料

  • Thermo Fisher, *TRIzol Reagent User Guide*, Rev D, physical pp.1–2。本文采用官方相分离与沉淀比例,步骤解释及QA为原创编辑。
  • 本站原创流程和RNA质量概念图;不将图作为实测RNA或RIN。参数边界与SDS提示见 beginner-source-review.md。
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做完最后一步,再核对原始记录。填写实际用量、起止时间与观察结果;遇到异常,先记录,再查看排错说明。