RNA 抽提分析及期望注意事項
組織RNA 抽提失敗的兩大現象是： RNA 降解和組織內雜質的殘留。關于降解問題，首先看一下為什么從培養細胞中抽提RNA 不容易降解。現有的RNA 抽提試劑，都含有快速抑制 Rnase 的成分。在培養細胞中加入裂解液，簡單的混勻，即可使所有的細胞與裂解液充分混勻，細胞被徹底裂解。細胞被裂解后，裂解液中的有效成分立即抑制住細胞內的 Rnase，所以RNA 得以保持完整。也就是說，培養細胞由于很容易迅速與裂解液充分接觸，所以其RNA 不容易被降解；反過來講，組織中的 RNA 之所以容易被降解，是因為組織中的細胞不容易迅速與裂解液充分接觸所致。因此，假定有一種辦法，在抑制 RNA 活性的同時能使組織變成單個細胞，降解問題也就可以徹底解決了。液氮碾磨就是最有效的這樣一種辦法。但是，液氮碾磨方法非常麻煩，如果碰到樣品數比較多的時候更加會有此感覺。這樣就產生了退而求其次的方法：勻漿器。勻漿器方法沒有考慮細胞與裂解液接觸前如何抑制 Rnase 活性這個問題，而是祈禱破碎組織的速度比細胞內的 Rnase 降解 RNA 的速度快。電動勻漿器效果較好，玻璃勻漿器效果較差，但總的來說，勻漿器方法是不能杜絕降解現象的。因此，如果抽提出現降解，原來用電動勻漿器的，改用液氮碾磨；原來用玻璃勻漿器的，改用電動勻漿器或者直接用液氮碾磨，問題幾乎100% 能獲得解決。影響后續實驗的雜質殘留問題，其原因比降解更多樣，解決方法相應也不同。總之，如果出現降解現象或者組織內雜質殘留現象，則必須對具體實驗材料的抽提方法/試劑進行優化。優化大可不必使用您的寶貴樣品：可以從市場上購買一些魚/雞之類的小動物，取相應部分的材料用于 RNA 抽提，其它部分用于抽提蛋白質 – 用嘴碾磨，腸胃抽提。
究竟怎樣才能確保 RNA 抽提的成功率呢？實驗前選擇合適的方法/試劑，這是最重要的一步；好的方法/試劑在確保成功的同時，操作方便，經濟實用。當然，您的選擇可能仍然有問題，這就需要能正確分析實驗失敗的原因，以便改進。
實驗前方法/試劑的選擇
0：抽提 RNA 的目的
RNA 用于不同的后續實驗，其質量要求不盡相同。cDNA 文庫構建要求RNA 完整而無酶反應抑制物殘留；Northern 對 RNA 完整性要求較高，對酶反應抑制物殘留要求較低；RT-PCR 對 RNA 完整性要求不太高，但對酶反應抑制物殘留要求嚴格。投入決定產出；每次都以獲得最高純度的 RNA 為目的，勞民傷財。
1：樣品的收集/保存 – 影響降解的因素
樣品離開活體/或者原來的生長環境后，樣品中的內源酶即會開始降解 RNA，降解速度與內源酶含量及溫度有關。傳統上，只有兩個辦法可以徹底抑制內源酶活性：立即加入裂解液并且徹底而迅速地勻漿；切成小塊后立即投入液氮冷凍。這兩個辦法都要求操作快速。后者適合所有的樣品，而前者只適合細胞及內源酶含量較低的并且較容易勻漿的組織。具體地講，植物組織，肝臟，胸腺，胰腺，脾臟，腦，脂肪，肌肉組織等最好都先用液氮冷凍起來，再往下做。
2：樣品的破碎及勻漿 – 影響降解和得率的因素
樣品的破碎是為了徹底勻漿，勻漿是為了使 RNA 徹底完整地釋放出來。細胞無須破碎即可直接勻漿，組織需要破碎后才能勻漿，酵母菌和細菌需要先用相應的酶破壁后才能勻漿。內源酶含量較低并且較容易勻漿的組織可以在裂解液中通過勻漿器一次完成破碎和勻漿過程；植物組織，肝臟，胸腺，胰腺，脾臟，腦，脂肪，肌肉組織等樣品，它們不是內源酶含量高，就是不容易勻漿，所以必須將組織的破碎和勻漿分開操作。最可靠而且得率最高的破碎方法是使用液氮的碾磨，最可靠的勻漿方法是使用電動勻漿器。使用液氮碾磨要特別注意一點：在整個碾磨過程中，樣品不得融化，因為冷凍后內源酶更容易起作用。
3：裂解液的選擇 – 影響操作方便程度，內源雜質殘留的因素
常用的裂解液幾乎都能抑制 Rnase 活性，因此，選擇裂解液的重點是要結合純化方法一起考慮。只有一個例外：高內源酶含量的樣品建議使用含苯酚的裂解液，以增加滅活內源酶的能力。
4：純化方法的選擇 – 影響內源雜質殘留，抽提速度的因素
對于干凈的樣品，如細胞，手邊的幾乎任何純化方法都可以獲得滿意的結果。但對于許多其它樣品，尤其是植物，肝臟，細菌等雜質含量很高的樣品，選擇合適的純化方法是至關重要的。柱離心式純化方法抽提速度快，能有效去除影響 RNA 后續酶反應的雜質，但價格較貴；使用經濟而經典的純化方法，如 LiCl 沉淀等，也可以獲得滿意的結果，但操作時間長。
RNA 抽提的“三大紀律八項注意”
紀律一：杜絕外源酶的污染。
注意一：嚴格戴好口罩，手套。
注意二：實驗所涉及的離心管，Tip 頭，移液器桿，電泳槽，實驗臺面等要徹底處理。
注意三：實驗所涉及的試劑/溶液，尤其是水，必須確保 RNase-Free。
紀律二：阻止內源酶的活性
注意四：選擇合適的勻漿方法。
注意五：選擇合適的裂解液。
注意六：控制好樣品的起始量。
紀律三：明確自己的抽提目的
注意七：任何裂解液系統在接近樣品最大起始量時，抽提成功率急劇下降。
注意八：RNA 抽提成功的唯一經濟的標準是后續實驗的一次成功，而不是得率。
RNase 污染的10大來源
1：手指頭 – 手指頭是外源酶的第一來源，所以必需戴手套并且頻繁更換。另外，口罩也必需戴，因為呼吸也是一個重要的酶來源。戴手套口罩的另外的好處是保護實驗人員。
2：槍頭，離心管，移液器 – 單純的滅菌是不能滅活 Rnase 的，所以槍頭和離心管要用 DEPC 處理，即使是標明為 DEPC 處理過的。移液器最好是專用的，用前用 75% 的酒精棉球搽拭干凈，尤其是桿子；另外，一定不要使用褪頭器。
3：水/緩沖液一定要確保無 Rnase 污染。
4：實驗臺面最起碼要用 75% 的酒精棉球搽拭干凈。
5：內源 Rnase所有組織均含內源酶，故組織用液氮速凍是降低降解的最好辦法。液氮保存/碾磨方法的確不方便，但對有一些內源酶含量很高的組織，卻是唯一的辦法。
6：RNA 樣品RNA 抽提產物可能都會含痕量的 Rnase 污染。
7：質粒抽提質粒抽提往往用到 Rnase 降解 RNA，殘留的 Rnase 要用 Proteinase K 消化，PCI 抽提。
8：RNA 保存即使低溫保存，痕量的 Rnase 亦會導致 RNA 降解。長期保存 RNA 的最好辦法是鹽/醇懸液，因為醇在低溫時抑制所有的酶活性。
9：陽離子 (Ca, Mg)在含這些離子時，80C 加熱 5 分鐘會導致 RNA 被剪切，故如果 RNA 需要被加熱，保存液需要含螯合劑 (1mM Sodium Citrate, pH 6.4)。
10：后續實驗所用的酶酶均有可能被 Rnase 污染。
RNase 和 DEPC 處理
1：高壓滅菌是可以滅活部分 Rnase A 的。實驗證明：37 C 與 RNA 反應，沒有滅菌的 PBS，活性點為 100 pg/ml；滅菌后，活性點為 100 ng/ml。當然，滅菌后 Rnase 仍然不能認為沒有殘留。
2：DEPC 在水中半衰期為 30 分鐘。0.1% 的 DEPC 滅菌 15 分鐘可以認為徹底破壞了 DEPC。破壞后可以聞到一點氣味。
3：在1M Tris, 1M HEPES, 1M MOPS 中分別加入 1ug/ml Rnase A 和 0.1% 及 1% DEPC 實驗。結果提示，0.1% DEPC 只對 MOPS 有效，而 1% DEPC 對三種試劑都有效。
4：0.01% DEPC，0.1% DEPC，1% DEPC 有效去除 Rnase A 的濃度分別為：100 ng/ml，500ng/ml，1 ug/ml。但要注意，DEPC 滅活后的副產品，對有些后續實驗是有影響的。
RNA 抽提的10大竅門
1：快速阻止 Rnase 活性樣品收集后快速冷凍，裂解時快速操作滅活 Rnase。
2：選擇合適的抽提方法高核酶含量的組織，脂肪組織最好用含苯酚的方法。
3：預判質量要求Northern，cDNA 文庫構建對完整性要求高，RT-PCR, RPA (Ribonuclease protection assay) 對完整性要求不是很高。RT-PCR 對純度 (酶抑制物殘留) 要求很高。
4：徹底勻漿是提高得率和降低降解的關鍵。
5：檢查 RNA 的完整性電泳檢測，28S:18S =2:1 是完整的標志，1:1 對大部分實驗也是可以接受的。
6：去除 DNA用于 RT-PCR, array analysis 最好用 Dnase I 去除 DNA。
7：降低外源酶的污染 – 不能從外面又導入酶。
8：低濃度的核酸濃縮時，要加入助沉淀試劑。但要防止助沉淀劑含酶及 DNA 污染。
9：徹底溶解 RNA，必要時可以 65C 加熱 5 分鐘。
10：合適的保存方法 – 短時間可以 –20C 保存，長期請保存于 –80C。
提高 RNA 得率
首先要意識到不同得樣品其 RNA 含量差別很大。高豐度 (2-4ug/mg) 的如肝臟，胰腺，心臟，中豐度 (0.05-2ug/mg) 的如腦，胚胎，腎臟，肺，胸腺，卵巢，低豐度 (<0.05ug/mg) 的如膀胱，骨，脂肪。
1：裂解細胞使 RNA 釋放出來 – RNA 如果不被釋放出來，得率是會降低的。電動勻漿比其它勻漿方法效果更好，但也可能需要結合其它得方法，如液氮搗碎，酶消化 (Lysozyme/Lyticase)
2：抽提方法的優化。基于苯酚的方法的最大問題是分層不徹底和部分 RNA 的丟失(不能全部將上清取出)。分層不徹底是因為核酸和蛋白質含量高，可以用增加裂解液使用量或者降低樣品量解決。脂肪組織要增加一步氯仿抽提。RNA 的丟失可以用反抽方法或者去除有機層后再離心的方法降低。基于柱離心式方法的最大問題是樣品過量。
經典抽提小技巧
1：Phenol 純化：將等體積的 1:1 Phenol/Chloroform 加入，劇烈混允 1-2 分鐘。高速離心 2 分鐘。小心取上清 (80-90%)。決不能取到中間層。可以使用等體積的反應液加入 Phenol/Chloroform 中，同樣再取出上清。將兩次的上清混在一起用于核酸沉淀，可以提高得率。混允時不能太溫和，也不要試圖取出全部上清。
2：70-80% 乙醇洗滌：洗滌時，一定要將核酸懸浮起來，才能保證殘留的鹽被洗去。同時，在倒掉乙醇后，立即高速離心數秒，再用移液器去除殘留的乙醇。室溫靜置 5-10分鐘后，溶解。
特殊組織的抽提
纖維組織：心臟/骨骼肌等纖維組織抽提 RNA 關鍵在徹底破碎組織。這些組織細胞密度低，故單位重量的組織 RNA 的含量就少，最好用盡可能多的起始量。一定要在冷凍條件下將組織徹底磨碎。
蛋白/脂肪含量高的組織：腦/植物脂肪含量高，PCI 抽提后，上清含白色絮狀物。必須用氯仿再次對上清進行抽提。
核酸/核酶含量高的組織：脾/胸腺等核酸和核酶含量很高。在冷凍條件下碾磨組織，再快速勻漿，能有效滅活核酶。但如果裂解液太粘稠 (因為核酸含量高的緣故)，PCI 抽提不能有效分層；加入更多裂解液可以解決此問題。多次PCI抽提可以去除更多殘留的 DNA。如果加入醇后馬上有白色沉淀形成提示有 DNA 污染。溶解后用酸性 PCI 再次抽提，可以去除 DNA 污染。
植物組織：植物組織比動物組織更為復雜。一般，大家都是在液氮條件下對植物進行碾磨的，所以內源酶作用使 RNA 降解的現象不常見。如果降解問題不能解決，幾乎可以肯定是樣品中的內含雜質導致。許多植物的內含雜質都會導致殘留，之所以殘留，往往是因為這些雜質與 RNA 有一些相似性：你沉淀我沉淀，你吸附我吸附。這些特點決定了它們是非常強的酶抑制劑。目前，商品化的 RNA 抽提試劑經過小量調整，可以適合幾乎所有的動物組織，但卻沒有一種商品化的 RNA 抽提試劑，可以適合大部分植物組織。
樣品凍融的影響
冷凍的樣品可能較大，用于抽提 RNA 之前，需要切割。切割過程中樣品往往出現融化 (可能是部分融化)。冷凍的樣品抽提 RNA 前可能還要稱重，這個過程肯定會出現融化。有時候，液氮碾磨過程中也會出現樣品的融化；或者冷凍樣品不經過液氮碾磨直接加入裂解液中，在徹底勻漿前肯定會出現融化。實驗表明，冷凍組織在融化過程中比新鮮組織更容易發生 RNA 的降解。可能的原因是：凍融過程破壞了細胞內的結構，使內源酶更容易與 RNA 直接接觸。
RNA 質量的判斷
通常，使用電泳判斷 RNA 的完整性，使用 A260/A280 判斷 RNA 的純度。理論上，完整的 RNA 擁有 28S:18S = 2.7:1 的比例，大部分資料則強調 28S:18S = 2:1 的比例。事實是，除了細胞外，從其它樣品中抽提的 RNA 幾乎都得不到 2:1 的比例 (此結論使用 Agilent Bioanalyzer 獲得)。RNA 的電泳結果受許多因素的影響，包括二級結構，電泳條件，上樣量，被 EB 飽和的程度等。使用非變性電泳檢測 RNA，以 DNA Marker 做對照，如果 2kb 處的 28S 和 0.9kb 處的 18S 條帶清晰，且 28S:18S > 1，該完整性可以滿足絕大部分后續實驗要求了。A260/A280 是一個給大家帶來許多困惑的指標。首先要明確該指標用于核酸的原始含義是：純的 RNA，其 A260/280 = 2.0 左右。純 RNA 是‘因’，A260/A280 = 2 是‘果’。現在大家卻在拿 A260/A280 當‘因’用，認為“如果 A260/A280 = 2，所以 RNA 是純的”，自然會產生困惑。有興趣的話，可以在您的 RNA 樣品中加入一點抽提中經常使用的試劑，如苯酚，異硫氰酸胍，PEG 等，再測 A260/A280 比值。現實是，許多抽提 RNA 時使用的試劑，以及樣品中的許多雜質都在 A260 和 A280 處附近有吸收，對 A260/A280 產生影響。目前最具有指導性的做法是：對 RNA 樣品在 200-300 nm 范圍掃描。純 RNA 的曲線具有如下特點：曲線平滑，A230 和 A260 是兩個拐點，A300 接近 0，A260/A280 = 2.0 左右，A260/A230 = 2.0 左右。如果沒有掃描數據，也一定要測定 A260/A230 比值，因為該比值對所有影響酶反應的雜質的殘留更敏感。要考慮設備的線形范圍 (A260 要處于 0.1 – 0.5 之間)。另外有兩個有用的現象：在水中測定 A260/A280，比值將變低 0.3 左右；而在 10mM EDTA 中測定的比值比在 1mM EDTA 中測定的高 0.2 左右。
RNAguard：抑制組織/細胞內源酶的試劑
綜上所述，確保 RNA 不降解的傳統做法是：在取組織前將含液氮的容器放在手邊，一旦取出所需組織，立即切割小后投入液氮中。抽提前先在碾缽中加入適量的液氮，再將組織從液氮中取出迅速放入已加入液氮的碾缽中碾磨。碾磨過程中要及時補充液氮以防止組織融化。待組織徹底碾磨碎后，等待剩余液氮恰好揮發完時，立即將碾磨碎的組織移入裂解液中快速勻漿......安全的稱重幾乎不可能。這么嚴格的操作，是沒有多少實驗人員去認真執行的。
RNAguard 能快速抑制樣品中的內源酶活性，確保動物組織/細胞中的 RNA 在 37C 一天不降解，25C 一周不降解，4C 一個月不降解，-20C 一年以上不降解。RNAguard適用的樣品包括：動物組織，培養細胞，昆蟲，及部分植物組織。經過 RNAguard 處理的樣品可以用幾乎所有常用的 RNA 方法/試劑抽提 RNA，所有的操作與用新鮮組織沒有什么不同。
使用 RNAguard 的操作非常簡單：在取組織前預先估計組織的重量，在一個容器中加入 5-10 倍體積的 RNAguard，放在手邊。取出所需組織后，立即切割成厚度小于 0.5 厘米，放入含 RNAguard 的容器中即可。抽提前先用鑷子將組織從 RNAguard 中取出，在室溫進行切割和稱重后，移入裂解液中快速勻漿。
如果您面臨下面的情況之一，您一定會發現使用 RNAguard 的好處：
實驗室沒有液氮罐或者 –70C 冰箱保存樣品
易降解樣品的 RNA 抽提或者抽提 RNA 經常碰到降解問題
樣品必須準確稱重
