DNA粗萃取實驗的原理為何？什麼是鹽溶與鹽析？為何DNA不溶於酒精？

非你所想－DNA粗萃取的原理與延伸探究活動

北一女中  蔡任圃

一、那些年我們一起灌輸的說法－課堂上所教授的學理

「DNA粗萃取」是高中生物課程之探討活動中，非常著名也重要的一個教學主題，這個探討活動中的各個操作步驟與其原理，不但可讓學生透過實驗操作而探究微觀世界發生的事，也常進入各大小考題。以「奇異果的DNA粗萃取」為例，探討活動中各重要步驟與原理整理如下：

(一)、果汁機打碎：可將細胞壁打碎。

(二)、加入清潔劑：可透過清潔劑之界面活性劑(surfactant)的性質，將脂雙層的結構破壞，包含破壞細胞膜、核膜與胞器膜，使染色質釋出。

(三)、加入高濃度食鹽水：使DNA溶解於水溶液中。

(四)、加入鳳梨汁或嫩精：利用鳳梨汁或嫩精中的蛋白酶，分解溶液中的蛋白質，包含與DNA結合的蛋白質。

(五)、過濾：將其他未溶解的細胞碎片、蛋白質等雜質留在紗布上，使溶於水的DNA濾出。

(六)、加入冰酒精：由於DNA不溶於有機溶劑，加入酒精可使DNA析出；溫度越低的酒精，析出效果越佳。

學理解碼：什麼是界面活性劑？ 界面活性劑是指分子內同時含有親水與疏水官能基的兩性分子，因此界面活性劑可同時溶於水與溶於非極性分子，常見的例子就是肥皂。依據界面活性劑的親水官能基是否可解離與帶電荷狀態，可將界面活性劑分為以下四種：親水官能基在水溶液中若可解離且帶正電，則屬於陽離子界面活性劑；若帶負電則屬於陰離子界面活性劑；若同時帶正電與負電則屬於兩性離子界面活性劑；親水官能基在水溶液中若不會解離，則屬於非離子界面活性劑。 界面活性劑為何可以破壞脂雙層？界面活性劑分子的疏水端可與脂質結合(溶於脂質)，而親水端可與水結合(溶於水)，在適量界面活性劑的作用下，可使脂質(包含脂雙層)產生乳化作用，散成微小油滴而懸浮於水溶液中，而破懷了原本的脂質結構。消化系統之章節所介紹的膽鹽可乳化脂質，就是因為膽鹽也是一種界面活性劑。

上述的步驟與原理，就是在教科書與探討活動紀錄簿中常描述的教學內容，許多教材與教師會補充說明：不同濃度的食鹽水溶液中，DNA在的溶解度不同；有時也會補充一著名的微笑曲線(DNA在不同濃度之食鹽水溶液中的溶解度曲線)(圖一)，並說明DNA在食鹽水濃度為0.14M時的溶解度最小。

圖一  常見於教材中的「在不同濃度的食鹽水溶液中，DNA的溶解度變化」，本文稱之為微笑曲線。

 

為何在不同濃度的食鹽水溶液中，DNA的溶解度會不同？常見的解釋為：DNA在水溶液中，因其磷酸根離子化而使DNA帶負電，帶負電的DNA分子彼此互斥而分散，使DNA溶於水中。NaCl濃度為0.14M時，Na⁺離子正好中和DNA中帶負電的磷酸根，使DNA成電中性，使DNA分子間失去互斥的作用而聚集沉澱。甚至在大考中心公告的109年試辦考試試題(109年6月15日)自然考科試題解析(連結請按我)中，說明濃食鹽水的Cl^-可與染色質中帶正電的組蛋白結合，引發組蛋白與DNA分離，分離出的DNA因磷酸基而帶負電，使DNA分子之間相斥而分離，造成DNA溶於水溶液中的現象。

 

二、矛盾與不合理－教材中有哪些原理聽起來怪怪的？

上述所描述的原理看似很合理，但仔細思考或是經學生挑戰後，卻發現含有許多不合理之處，以下列舉幾點，這些疑難雜症將於後文說明其學理機制。

 

(一)、為何DNA較容易溶解於高濃度食鹽水？

許多教材資料中描述食鹽水濃度與DNA溶解度的關係，也常用「鹽溶」與「鹽析」等名詞來解釋，但對於「鹽溶」與「鹽析」皆沒有解釋清楚，讓人一頭霧水，前文的解釋也有不合理之處。

若Na⁺離子可與DNA作用而中和帶負電的DNA，為何NaCl濃度在0.14M時的效果最好？若將此反應表示如反應式一，依據勒沙特列原理(Le Chatelier principle)，Na⁺離子濃度越高，應會有更多的DNA析出。

 

Na⁺ + DNA^- ⇄ Na-DNA(析出)……………………………………………………反應式一

 

此外，若帶負電的DNA原與帶正電的組蛋白結合，則已是電中性的狀態，應已沉澱析出，不需要外加NaCl。且在NaCl存在的情形下，Cl^-與組蛋白結合後，應也會產生Na⁺與DNA結合而析出的情形。若此情形會發生，依據勒沙特列原理，也應該會有NaCl濃度越高DNA沉澱析出的量越高的情形。

 

學理解碼：什麼是勒沙特列原理？ 許多化學反應為雙向反應，其化學平衡時屬於動態平衡。如果改變影響平衡的任一因素，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動，以抗衡該改變，這個現象被稱為勒沙特列原理或呂·查德里原理(Le Chatelier principle)。用以下雙向反應為例： A + B  C + D + 能量 A + B → C + D反應為放能反應，而C + D → A + B反應為吸能反應，若C或D的濃度下降，或是溫度下降(能量減少)，皆會偏好A + B → C + D的反應方向(對抗C或D的濃度下降，或是能量減少)，直到達到新的動態平衡；相反地，若C或D的濃度增加，或是溫度上升(能量增加)，則會偏好C + D → A + B的反應方向(對抗C或D的濃度增加，或是能量增加)。利用勒沙特列原理，可幫助我們在一平衡反應中，判斷在特定條件下反應的進行方向。(引用自：蔡任圃，2019。生物學學理解碼。紅樹林。)

(二)、為何需要加入鳳梨汁或嫩精？

鳳梨汁或嫩精富含蛋白酶，嫩精的原料常是木瓜；事實上，奇異果、鳳梨與木瓜皆是富含蛋白酶的水果，既然實驗材料為奇異果，本身已富含蛋白酶，何需另外添加？

 

(三)、為何DNA不溶於有機溶劑？這句話是什麼意思？

「DNA不溶於有機溶劑」這句話要如何解釋？什麼是「溶解」？酒精與水可以互溶，DNA與水也可互溶，為何DNA卻難溶於酒精？

 

三、食鹽水的角色－食鹽水的濃度變化如何造成鹽溶或鹽析？

鹽溶與鹽析是較偏向化學或生物化學的學理內容，在新課綱強調跨科的理念下，若生物老師也能熟悉相關概念，有助於對許多生物現象的瞭解與解釋。生化領域在討論鹽溶與鹽析時，大多是在討論蛋白質而非DNA，故以鹽溶與鹽析說明DNA粗萃取的原理時，須小心不要誤用。

 

(一)、鹽溶是什麼意思？

在溶液中離子的溶度較低時，也就是離子強度(Ionic strength)較低時，此時若溶液的離子強度逐漸增加，可增加某些溶質的溶解度，這個現象稱為鹽溶(salting in)。蛋白質屬於大分子，分子內各區域會因胺基酸的組成，可能會帶正電或帶負電，造成蛋白質分子內部分區域為正電、部分區域為負電的現象，蛋白質分子之間的不同區域會因正、負電互相吸引，使蛋白質分子互相凝聚而析出(圖二左側)。

學理解碼：什麼是離子強度？ 離子化合物溶於水後會解離形成離子，溶液中的總離子濃度會影響不同鹽類的溶解度，而離子強度就是作為溶液中總離子濃度的指標，是由溶液中所有離子的濃度所決定，也是離子溶液的重要特徵之一，其單位可以用體積莫爾濃度(molar)或重量莫爾濃度(molal) ，其函數如下： I：離子強度；Ci：離子i的濃度；Zi：離子i的電荷數(例如Na+為+1)

 

當溶液的離子強度逐間增加，帶正電與負電的離子可各自與蛋白質分子中負電與正電的區域吸引、結合，結果蛋白質表面的正、負電被離子屏蔽而被中和，蛋白質分子之間失去吸引力而散開，增加了與水分子作用的面積而溶於水(圖二右側)。所謂的某物質溶於水，常是由某物質分子與水分子產生作用力(例如：形成氫鍵)而產生的巨觀現象。 

圖二  蛋白質發生鹽溶的機制。

 

由上述機制可知，蛋白質表面的電荷與電荷分布情形會影響蛋白質的溶解度，這也可解釋當改變溶液的酸鹼值，進而改變蛋白質的電荷時，當在特定酸鹼值可讓某種蛋白質呈現淨電荷中性(此酸鹼值稱為該蛋白質的等電點)，此時蛋白質雖然總電荷為0，但因部分區域帶正電、部分區域帶負電，引發蛋白質分子之間互相吸引而沉澱析出，這就是造成蛋白質於等電點時，溶解度最低的原因。另一方面，當蛋白質遠離等電點時，蛋白質會有總電荷為正電或負電的情形，此時蛋白質易因互相電荷排斥而分散，使溶解度增加。當同時考慮蛋白質溶液的鹽溶現象與酸鹼值時，就可發現在遠離等電點時，鹽溶的效果更佳。

 

(二)、鹽析是什麼意思？

離子與非離子溶質在水溶液中會與溶劑(水)產生作用力而溶於水，若溶液中離子強度較高時，離子與溶劑(水)產生作用的程度增加，離子與非離子之間即會競爭與水的作用，當離子強度越來越高，水分子大多與離子作用，此時非離子溶質因無法與水作用而凝集析出，這個現象稱為鹽析(salting out)。以蛋白質為例，當溶液中的鹽類濃度很高時，鹽類會與蛋白質競爭與水的作用，當大部分的水與鹽類作用時，蛋白質就無法與水作用，此時透過蛋白質分子疏水區域的作用力，迫使蛋白質之間產生作用而沉澱析出(圖三)，像這樣非極性分子間或非極性區域間的作用力稱為倫敦分散力(London dispersion force)。

(a)

(b)

圖三  蛋白質發生鹽析的機制。

(a)離子強度不高時，溶液中的蛋白質(灰色橢圓狀)與水分子作用而溶於水。
(b)離子強度很高時，溶液中的離子與水分子作用，使蛋白質(灰色橢圓狀)無法與水作用而凝集析出。

學理解碼：什麼是倫敦分散力？ 早期科學家認為非極性分子的分子之間不具有作用力，但卻觀察到在高壓、低溫的環境中，非極性分子也能從氣態轉變成液態，或由液態轉變成固態，這代表非極性分子之間也具有作用力，這個作用力就是「倫敦分散力」。非極性分子雖然不具極性，但在任何的瞬間，可因電子於瞬間產生不均勻分布，而出現瞬間偶極矩(或稱為「瞬間極化」)，使得相鄰的非極性分子經感應形成電荷相反的瞬間偶極矩，這兩分子之間即可產生正負相吸的作用力，稱為分散力(dispersion force)，此作用力是由德裔美國物理學家弗里茲‧倫敦(Fritz London, 1900-1954)所提出，因此又稱為倫敦分散力。 以下圖為例，若兩非極性分子距離遠(A)，兩分子間幾乎沒有作用；若兩非極性分子靠近(B)，當任一分子瞬間出現電子分佈不均勻而出現部分正電端(δ+)與部分負電端(δ-)，相鄰的非極性分子會感應出相對應的電荷分佈，使得兩分子因正負相吸而產生作用力，此作用力產生的機制，即為文中脂肪酸之間所產生作用力的原因，且距離越靠近作用力越大。 (引用自：蔡任圃，2019。生物學學理解碼。紅樹林。)

(三)、0.14M食鹽水的說法從何而來？

探討蛋白質的鹽溶與鹽析現象時，硫酸銨是常使用的鹽類。圖四為理論上蛋白質在不同濃度的硫酸銨溶液中，其溶解度的變化情形，此曲線與前文所述的DNA微笑曲線的上下起伏趨勢正好相反。換句話說，用鹽溶或鹽析的角度是無法解釋微笑曲線的現象。那微笑曲線與DNA在0.14M食鹽水中溶解度最低的說法是怎麼來的？

圖四  理論上蛋白質在不同濃度的硫酸銨溶液中的溶解度變化(修改自：Burgess, 2009)。

 

 

DNA在0.14M食鹽水中溶解度最低的說法，應是承襲自國編版時代的DNA粗萃取實驗，那個年代是以雞血作為材料，純化產物的步驟與原理大致如下：

1.取新鮮雞血約180毫升(鳥類的紅血球具有細胞核)，邊攪拌邊加入100毫升10%檸檬酸鈉(防止凝血)

2.於冰箱中靜置24小時或是用離心機離心，使血球沉澱，取下層血球液進行後續萃取步驟

3.取5-10毫升雞血，邊攪拌邊加入20毫升蒸餾水(使血球破裂)

4.以紗布過濾後，加入40毫升2 M食鹽溶液

5.緩慢地加入蒸餾水，使絲狀物逐漸析出，直到絲狀物不再增加(約需300毫升的蒸餾水)

6.以玻棒捲起絲狀物，放入另一20毫升2 M食鹽溶液，攪拌後使絲狀物溶解

7.繼續邊攪拌邊放入絲狀物，直到絲狀物不再溶解

8.加入冷卻的95%冰凍酒精(約50毫升)，可析出較清潔的絲狀物

9.以玻棒捲起絲狀物。此絲狀物即為雞血球的DNA

其中步驟4至6的原理，為絲狀物在不同濃度的食鹽溶液中的溶解度不同，依教科書的說明，絲狀物即為雞血球的DNA，師生自然就會解釋成：DNA在較低濃度的食鹽溶液中溶解度較低。但那個絲狀物就是DNA嗎？

 

筆者目前追到最早的文獻，是Mirsky與Pollister在1942發表的論文，論文中描述在純化核蛋白(nucleoprotein)時，可利用其在不同食鹽水濃度中具不同溶解度的特性。核蛋白可溶於1 M的食鹽水，但不溶於0.14 M，若食鹽水的濃度繼續下降至0.02 M時，核蛋白又可溶解了(Mirsky and Pollister, 1942)，該文獻中此段文字並無引註資料來源，可能是Mirsky與Pollister原創的觀察與結論。透過這個特性，可利用核蛋白在0.14 M食鹽水析出，再經離心沉澱後取出，再回溶於1 M食鹽水，再逐漸加水稀釋使食鹽水濃度下降至0.14 M，核蛋白又再度析出；透過重複操作上述步驟，可萃取出純度較高的核蛋白(Mirsky and Pollister, 1942、Griffin and Nye, 1948)。這裡所稱的核蛋白是指DNA與蛋白質的混合物，後來的論文稱之為去氧核糖核蛋白(deoxyribonucleoprotein, DNP)。

早期科學家為了從生物組織中萃取出核酸進行研究，嘗試了許多萃取方法，科學家發現DNP與核糖核蛋白(ribonucleoprotein, RNP)在不同食鹽水濃度中的溶解度不同，其中DNP在0.14 M的食鹽水中的溶解度最低，但在此濃度下，RNP的溶解度仍高，故可利用此濃度將DNP與RNP分離(Davies and Walker, 1974、李等人，2002)，或是藉此萃取RNP以進行RNA的相關研究(Kerr and Seraidarian, 1949)。

需特別注意，DNP是DNA與和DNA結合的蛋白質(主要為組蛋白)，一同形成的混和物，並不是指DNA單一物質；RNP則是指RNA與和RNA結合的蛋白質，也不是RNA單一物質；故在0.14 M食鹽水中溶解度最低的物質，並不是DNA分子，而是DNA與蛋白質的混和物。例如Itzhaki(1967)從大鼠胸腺萃取DNP的過程中，以不同濃度的食鹽水測試，發現DNP在0.1 mM的食鹽水中開始沉澱，並在約0.14 M時達到最大值，但實驗結果的圖形中(圖五)，縱軸卻以「soluble fraction (% of total DNA)/可溶性比例(佔總DNA的百分比)」表示，也許因此造成部分讀者以為此圖是指DNA的溶解度變化。

前文所介紹知雞血DNA粗萃取實驗的步驟中，並無加入蛋白酶，因此析出的絲狀物應為DNP，因此有類似的溶解度特性，但並非是DNA。

 

圖五  取自大鼠胸腺的DNP在不同食鹽水中的溶解度(取自：Itzhaki, 1967)。

 

(四)、加入食鹽水到底是為了什麼？

筆者曾將奇異果DNA粗萃取實驗中所獲得的DNA樣本，分別放入0 M、0.14 M、5 M的食鹽水溶液，結果發現這些溶液皆可以溶解DNA樣本(圖六)，這證明了DNA樣本在水溶液中皆可溶解，並無在0.14 M食鹽水中可沉澱析出的現象，雖然這個定性的實驗並無測量DNA樣本在不同濃度食鹽水的溶解度，其結論不一定可靠，但可以作為延伸探究的主題，讓學生探究粗萃取而得之DNA樣本的相關性質。無論如何，還是建議未來在教授相關課程與探討活動時，不須描述食鹽水濃度影響DNA溶解度，與微笑曲線等說法，不然就要說明DNP與DNA的不同。

圖六  DNA樣本分別放入0 M、0.14 M、5 M的食鹽水溶液，結果發現這些溶液皆可以溶解DNA樣本。

 

加入食鹽水可提供溶液中的正電荷離子(Na⁺)，在加入酒精使DNA析出的反應中扮演重要角色(請見下文)。高濃度食鹽水所造成的鹽析現象亦可能發揮作用，但對象不是DNA而是蛋白質，高濃度食鹽水可讓蛋白質析出沉澱(圖四)，可藉此過濾掉蛋白質(Miller, et al., 1988)。此外，曾有學者提出利用高濃度的食鹽水來萃取植物組織的核酸，可有效地將核酸與多醣類分離，這是因為高濃度的食鹽水可使多醣類析出(Rezadoost, et al., 2016)。從植物組織萃取核酸的操作中，多醣類的污染一直是棘手問題。

 

四、需要加鳳梨汁嗎？

筆者也曾嘗試將奇異果以果汁機打碎後，分別不過濾與以紗布過濾後，直接加入冰酒精，也就是未加入清潔劑、濃食鹽水、鳳梨汁等，結果如圖七，結果皆有大量的DNA粗萃取產物。以上實驗暗示著：實驗操作步驟中，加入清潔劑、濃食鹽水與鳳梨汁等步驟，可能沒有實際的作用與效益，這些步驟背後的原理，如：破壞脂雙層、分解蛋白質、有助於DNA溶解等，可能僅是"想像”。

圖七  正規操作方式、過濾後直接加冰酒精與不過濾直接加冰酒精，三種處理對DNA粗萃取產物的影響。

 

 五、酒精的作用為何？

若將DNA粗萃取實驗中所取出的DNA樣本，放入95%的酒精，會發生什麼事？結果是DNA樣本不會溶於95%的酒精(圖八)。

圖八  將DNA樣本放入95%的酒精，DNA樣本不會溶解。

 

為何DNA不會溶於酒精等有機溶劑呢？事實上，以酒精使DNA析出的原理，與鹽析是類似的。依前文所述，所謂的溶於水，是該分子與水分子產生作用力(例如：形成氫鍵等作用力)後所產生的巨觀現象。DNA與水皆為極性較大的分子，因此在水溶液中DNA很容易與水分子產生作用而溶於水，但若溶液中加入極性較低的酒精，DNA較無法與酒精分子產生作用，在水分子極少的情形下，DNA被迫與溶液中的正電荷離子(例如：Na⁺)產生作用，DNA即形成鈉鹽而發生凝集沉澱。鹽析的原理，是非離子溶質與離子在競爭與溶劑的作用，在酒精析出DNA的過程中，是將溶劑改為極性較低的酒精，使得極性較高的DNA與Na⁺結合(圖九)。由此可知，加入酒精使DNA析出，需在溶液中有Na⁺或其他正電荷離子才會發生，這是「DNA粗萃取」的操作步驟中需要加入食鹽水(提供Na⁺)的原因之一；但即使操作步驟中未加入食鹽水，直接加入酒精依然可讓DNA析出(圖七)，代表奇異果汁已有足夠的Na⁺或其他正電荷離子。

(a)

(b)

圖九  酒精使DNA析出的原理。
(a)在水溶液中，DNA溶於水的情形。
(b)加入大量酒精後，迫使DNA與Na⁺結合而析出。

 

六、科學家是如何萃取DNA的？

科學家在實驗室萃取DNA的方法有很多種，利用化學試劑使DNA析出的方法，大致上包含以下步驟：

(一)、在緩衝液中，利用物理方法使細胞破碎(透過研磨或超音波破壞細胞結構)

(二)、加入界面活性劑破壞脂雙層結構

(三)、加入蛋白酶、酚(Phenol)或氯仿(Chloroform)等，去除蛋白質(包含組蛋白)；有時也會加入RNA酶，以去除RNA

(四)、加入鹽類(如醋酸鈉)後再加入乙醇或異丙醇，使DNA析出沉澱

步驟三所加入的蛋白酶，常見的為蛋白酶 K (Proteinase K)。蛋白酶 K是在1974年於白色側齒黴菌(Engyodontium album)中發現的，蛋白酶K可以將一般蛋白質分解去除，也可迅速使核酸酶失去活性，以避免DNA和RNA的降解，是萃取核酸時常用的試劑之一。酚與氯仿可使蛋白質變性而與DNA分離，蛋白質可溶於氯仿但DNA不溶於氯仿等有機溶劑，如此可使DNA與蛋白質分離。

步驟四所加入的鹽類(如醋酸鈉)可提供Na⁺，再加入乙醇或異丙醇時可使DNA與Na⁺結合而析出(原理請見上文)。

 

七、粗萃取DNA所取得的DNA樣本，真的是DNA嗎？

Miller等人於1988年發表了只利用飽和食鹽水與酒精等，而不使用可能傷害細胞且對環境有毒的有機溶劑(例如：酚或氯仿等)的方法，來萃取血球的DNA。他們的方法與探討活動所使用的方法相似，可供比對與參考。Miller等人將血球細胞加入含抗凝血劑的低張緩衝溶液與蛋白酶K溶液使血球破裂後與分解蛋白質，隔夜後加入飽和食鹽水(約為6M的NaCl溶液)，使蛋白質析出沉澱(蛋白質的鹽析現象)，最後加入室溫的無水酒精使DNA析出，取出DNA樣本放入緩衝液保存。

用這個方法所萃取得到的DNA樣本，其產量與使用酚、氯仿的萃取方法相當，且OD260/280的比值為1.8~2.0，代表去除蛋白質的效果很好，DNA的純度夠高(Miller, et al., 1988)。參考此篇論文的結論，探討活動所粗萃取而得的DNA樣本，應是純度夠高的DNA。

 

學理解碼：什麼是OD260/280？ OD代表光密度(optical density)，用來表示「待測物吸收的光密度」。一般而言，核酸最大吸收光的波長為260 nm，蛋白質及酚類物質的最大吸收光的波長為280 nm，利用在兩個波長，測量的待測物所吸收的光密度(OD260與OD280)，再求其商值(OD260/280)，可用來檢測待測物的成分。在溶液pH 7至8.5時，DNA的OD260/280理想比值為1.7~1.9，RNA為1.8~2.0。若OD260/280較低時，代表含有蛋白質或酚類等物質。

八、帶著學生來玩DNA－DNA粗萃取的延伸探究

(一)、粗萃取DNA的各步驟中哪一項最重要？

 探討活動中對奇異果進行DNA粗萃取所安排的各操作步驟，若省略任一項，會對DNA粗萃取的效果造成什麼影響呢？請依表一的各類操作步驟分組執行，最後比較各類操作過程的DNA粗萃取效果，即可判斷各操作步驟的重要性。

 

表一  利用奇異果進行DNA粗萃取，比較各類操作過程的DNA粗萃取效果
(○：代表須執行該項步驟；X：代表省略該項步驟)。

操作步驟	第1類 (正規步驟)	第2類	第3類	第4類	第5類
1.果汁機打碎	○	○	○	○	○
2.加入清潔劑	○	X	○	○	○
3.加入高濃度食鹽水	○	○	X	○	○
4.加入鳳梨汁或嫩精	○	○	○	X	○
5.過濾	○	○	○	○	X
6.加入冰酒精	○	○	○	○	○
DNA的粗萃取效果

 

(二)、不同濃度的食鹽水會影響DNA樣本的溶解度嗎？

將探討活動中依正規的DNA粗萃取方式，將所析出的DNA樣本撈出收集起來備用。分別配置0 M、0.14 M、5 M的食鹽水，各取2毫升分別放入3個的小培養皿中，一次將一個小培養皿放置於電子秤上，將重量歸零。一次放入一點DNA樣本於小培養皿的食鹽水溶液中，並經將攪拌後觀察溶解情形，直到DNA樣本出現攪拌後仍無法全部溶解時，紀錄電子秤所測量的質量，代表所加入的DNA樣本質量。三個濃度的食鹽水溶液皆進行以上的步驟，將所測量的數據紀錄於表二，最後比較0 M、0.14 M、5 M的食鹽水對DNA樣本的溶解度。

 

表二  DNA樣本在不同濃度的2毫升食鹽水中的溶解度比較。

食鹽水濃度	0 M	0.14 M	5 M
可溶解的DNA樣本質量 (公克)

八、參考資料

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Griffin, A. C. and Nye, W. N. 1948. Tissue proteins and carcinogenesis; the effect of carcinogenic azo dyes on liver proteins. J. Biol. Chem. 176(3): 1225-1235.

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Rezadoost, M. H., Kordrostami, M. and Kumleh, H. H. 2016. An efficient protocol for isolation of inhibitor-free nucleic acids even from recalcitrant plants. 3 Biotech. 6(1): 61.

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李建武、蕭能庚、余瑞元、陳麗蓉、陳雅蕙、陳來同、袁明秀，2002。生物化學實驗原理和方法。藝軒圖書出版社。台北市。

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本文發表於：蔡任圃，2020。非你所想—DNA粗萃取的原理與延伸探究活動。生物探究點子王(龍騰文化)，2-15。