Ứng dụng của PHENOL/CHLOROFORM trong tách chiết DNA/RNA

Không sử dụng dung dịch phenol hay phenol/chloroform nếu dung dịch đã chuyển sang màu hồng. Nguyên nhân là do xuất hiện quá trình oxi hóa đã biến dung dịch này thành màu hồng/nâu và hợp chất này sẽ làm đứt gãy (nick) DNA và làm phân hủy RNA. Hầu hết các chai phenol được bán dưới dạng thương phẩm đều có chứa chất chống oxi hóa. Phenol trong môi trường pH axit có khả năng chống lại được sự oxi hóa. Tuy nhiên việc chuyển phenol bão hòa (thường từ bình tối màu) sang một chai sạch hoặc một ống sạch để kiểm tra trước khi tách chiết luôn là điều nên làm.

 

Đôi khi, sau khi tách chiết bằng phenol ta không thu được DNA. Nếu chuyện này xảy ra với bạn hoặc ai đó trong phòng thí nghiệm của bạn, câu hỏi đầu tiên bạn cần nghĩ tới đó là: “Bạn đã sử dụng loại phenol nào?”. Các phòng thí nghiệm thường tách đồng thời cả DNA và RNA với cả 2 dung dịch phenol dạng axit hoặc kiềm, cũng có người dùng luôn một chai mới mà không chú ý đến pH. Việc tách chiết các mẫu chứa DNA với phenol axit sẽ làm DNA bị phân hủy. Khi bị phân hủy các mảnh DNA sẽ đi vào pha hữu cơ. Đây là đặc tính hữu ích thường được sử dụng trong các quy trình tinh sạch RNA. Đó cũng là một trong những lý do mà đệm phenol bão hòa axit được sử dụng rộng rãi.

 

Ngày nay, một số phòng thí nghiệm thất bại trong việc tách chiết DNA bằng phenol (không thu hồi được DNA sau khi chiết), khi đó pH của phenol luôn được đưa ra xem xét đầu tiên. Nếu vấn đề là do pH, bạn cũng không thể đặt máy đo pH vào trong dung dịch, không thể dùng giấy pH do giá trị pH bạn đo được lúc đó chỉ là pH của dịch nổi. Phương pháp sử dụng lúc này là pha loãng dung dịch phenol bằng methanol 45% theo tỷ lệ 1:9 (v:v) rồi đo pH bằng máy đo pH. Cách an toàn nhất để điều chỉnh pH là chuyển phần dịch nổi của dịch phenol sang 1 ống mới chứa ~ 100mM đệm (đệm là dung dịch có Tris pH 7.9 để DNA hoạt động), đảo trộn đều các pha sau đó đặt chai ổn định cho tới khi các pha được phân tách lại, sau đó lại tiến hành đo pH lại.

 

Đảo trộn các pha

Việc tách chiết bằng phenol/chloroform được cho là phương pháp hiệu quả nhất vì chỉ còn < 1% protein còn dư trong pha lỏng sau lần tách chiết đầu tiên. Tất nhiên cần có những bí quyết để đạt được được hiệu quả cao như vậy. Vùng bề mặt phân tách giữa 2 pha, được hình thành rất nhanh chóng nhưng cũng rất mỏng. Khi tiến hành vortex khoảng hai phút lớp màng này có thể hình thành nhanh hơn, tuy nhiên không phải mẫu nào khi thực hiện cũng cho phép vortex. Nếu bạn định tinh sạch các DNA có kích thước lớn như DNA hệ gen, bạn phải đảo trộn hỗn hợp mẫu nhẹ nhàng hơn rất nhiều, bám sát quy trình hướng dẫn và cố gắng thận trọng hết sức khi thực hiện bước này.

 

Một số quy trình yêu cầu biến tính và phân giải protein với Proteinase K trước khi tách. Cả hai bước này giúp giảm được lượng hóa chất còn lại trong pha giữa (mặt phân pha), do đó cải thiện được chất lượng DNA, RNA thu hồi. Dùng SDS trong khi biến tính protein trước khi chiết DNA hoặc RNA cũng cho kết quả tương đối cao. Tuy nhiên mặt khác, việc phân giải protein có thể làm giảm độ tinh khiết của axit nucleic. Trong khi protein dạng toàn phần hầu hết sẽ được đảm bảo là phân tách tới pha hữu cơ thì những protein này khi được phân cắt thành từng mảnh peptide nhỏ thì không phải tất cả các peptide nhỏ này đều có cùng “đặc tính” hóa học với protein tổng số, mỗi loại sẽ có mức phân chia riêng. Sẽ không có vấn đề gì lớn lắm nếu chỉ một lượng nhỏ peptide lẫn trong axit nucleic, phụ thuộc vào các ứng dụng tiếp theo của bạn thì những chất tạp nhiễm này cũng có thể sẽ ảnh hưởng đến chất lượng mẫu sau này. Tuy nhiên, tôi đã phát hiện ra một cách để loại bỏ lớp phân pha này.

 

Đây là vấn đề thường gặp ở 50% các phòng thí nghiệm nhưng chỉ dưới 10% số người làm thí nghiệm biết được hiện tượng này là gì và nó hoạt động như thế nào?. Nói đơn giản, Phase Lock gel là 1 lớp nhớt giống như gel vasoline, có tỷ trọng lớn hơn nước. Nếu bạn bổ sung dịch chiết của bạn lên nửa trên của ống li tâm sau đó tiến hành li tâm, kết quả bạn sẽ quan sát thấy Phase Lock-gel nằm giữa dịch nổi và pha hữu cơ. Phase Lock-gel ngăn cách 2 pha này hình thành lớp phân pha khi tách chiết DNA/RNA.

Trong một nghiên cứu nhỏ nhằm chứng minh giả thiết của mình, tác giả đã thay phần dye màu đỏ vào vị trí của pha chứa axit nucleic và dye xanh thay vào vị trí của pha chứa protein