离子液体在DNA萃取中的应用

按照2.2.4节的实验方法，用离子液体BmimPF6对三种DNA（小牛胸腺DNA、λ-DNA/HindIII及DNA钠盐）进行了萃取研究，结果表明，三种DNA都能被萃取到离子液体中，萃取效率没有明显不同，因此考虑成本方面的原因，在萃取过程中使用的DNA为小牛胸腺DNA，在光谱分析过程中，由于DNA的用量较大而采用DNA钠盐。

图2-2（a）所示为不同DNA浓度及不同离子液体体积条件下的萃取率。从实验结果可以看出，随着离子液体萃取体积的增大，萃取率显著增大。当离子液体体积大于100μL，DNA浓度小于10ng/μL时，离子液体可以实现对DNA的定量萃取。对不同浓度DNA的萃取率研究表明，当离子液体体积一定时，随DNA浓度增大萃取率明显降低。当DNA浓度大于50ng/μL后，水溶液中剩余的DNA量明显增多，萃取率显著降低，其可能原因是由于离子液体对DNA的萃取容量是有限的，增大DNA浓度导致水溶液中的DNA量增多，因此会有部分DNA不能被萃取进入离子液体中，萃取后残留在水溶液中的DNA相应增多，最终导致DNA的萃取率随着浓度的增大而降低。

图2-2　离子液体体积与DNA萃取率和分配系数的关系(www.xing528.com)

50～700μL离子液体BmimPF6萃取700μL浓度为2.0～100.0ng/μL的DNA水溶液，采用与DNA浓度相同的EB进行定量：2ng/μL，5ng/μL，10ng/μL，50ng/μL，100ng/μL。

图2-2（b）所示为不同DNA浓度及不同离子液体体积条件下DNA的分配系数。从图中可以看出，当离子液体体积大于200μL，DNA浓度小于10ng/μL时，DNA在离子液体中的分配系数可达50以上，但是随着DNA的浓度增大，分配系数明显降低。其主要原因是由于在DNA浓度较低时，水溶液中少量的DNA几乎可以被离子液体完全萃取，萃取后的水溶液中DNA浓度极低，从而导致分配系数较大；而当DNA浓度增大后，其萃取率显著降低，水溶液中剩余的DNA的量较多，因此导致分配系数降低。从图中还可以看出，DNA的分配系数随着离子液体体积的改变也发生变化，当DNA浓度小于10ng/μL时，随着离子液体体积的增大，分配系数逐渐增大，其可能原因是在DNA浓度较低时，随着离子液体体积的增大，尽管萃取到离子液体中的DNA的总量很少，但DNA的萃取率极高，萃取后水溶液中DNA几乎完全进入离子液体相中，因此分配系数大。而当DNA浓度大于50ng/μL时，随着离子液体体积的增大分配系数明显降低。主要原因是当DNA浓度较大时，DNA的萃取率小于90%，水溶液中剩余的DNA浓度仍较显著，增大离子液体体积时，离子液体中的DNA浓度没有显著增大，因此导致分配系数较低。液相萃取的基本理论表明，在两相体积比确定且无其他化学反应的条件下，分配系数为一常数，不随浓度的变化而改变。然而，在实验中测得的分配系数随DNA浓度而改变，表明在萃取过程中，并不仅仅是DNA在两相中的简单分配，还可能存在其他化学作用，导致其分配系数并不严格按照体积比而固定不变。