RNA合成产物严重降解是体外转录 (IVT) 实验中常见的棘手问题。这通常是由多种因素共同作用导致的。

    RNA降解的核心原因是核糖核酸酶（RNase）的污染和反应体系中不利的化学环境。在合成与纯化的各个环节，都可能引入RNase或创造导致RNA自发降解的条件。

预防的关键在于：

    全程无酶（RNase-free）操作：这是首要原则。

    优化反应条件：特别是Mg²⁺浓度和温度。

    选择温和高效的纯化方法：优先使用磁珠法，避免剧烈的pH变化。

 

一、合成与纯化各环节的 “高危点” 分析

以下是导致 RNA 降解的主要环节、原因及解决方案的汇总表。

环节(Stage)	关键步骤(KeyStep)	主要降解原因(PrimaryCauseofDegradation)	预防与解决方案(Prevention&Solution)
1.反应准备	模板、引物、NTPs、酶的混合	RNase污染：来自移液器、枪头、EP管、水或试剂本身。	环境与耗材：使用RNase-free的枪头、EP管、水和所有缓冲液。定期清洁移液器和工作台。 个人防护：佩戴一次性手套，并频繁更换。
2.体外转录(IVT)	37°C孵育反应	Mg²⁺浓度过高：Mg²⁺是T7聚合酶必需的，但过量会导致RNA自发降解（水解）。 温度/时间不当：温度过高或时间过长会增加降解风险。 模板问题：模板DNA中的杂质或nicks可能导致转录提前终止或产物不稳定。	反应体系：严格按照试剂盒说明书或经验值优化Mg²⁺浓度（通常为7.5-10mM）。 反应条件：标准条件为37°C，2-4小时。根据产量和完整性的权衡进行调整。 模板质量：确保DNA模板纯化干净，无蛋白和盐离子污染。
3.反应终止	加入DNaseI去除模板DNA	DNaseI引入RNase污染：商业DNaseI制剂中可能混有RNase。 EDTA浓度不足：终止时若EDTA不足以完全螯合Mg²⁺，残留的Mg²⁺会继续促进RNA降解。	酶的选择：购买并使用RNase-freeDNaseI。 终止步骤：确保EDTA的终浓度足够（通常为20-50mM），并在加入后充分混匀。
4.RNA纯化	方案A:酚/氯仿抽提	剧烈的pH变化：酚在酸性条件下会使RNA进入有机相而流失，且过程剧烈，易导致RNA断裂。 RNase污染：酚/氯仿本身可能被污染。	操作技巧：操作时动作要轻柔，避免剧烈涡旋。确保水相和有机相分离清晰。 替代方案：强烈建议用更温和的方法替代。
5.产物储存	方案B:硅胶柱纯化	柱膜残留RNase：部分廉价柱子的膜上可能残留RNase。 洗脱液污染：用于洗脱的水或缓冲液被污染。 洗脱效率低：RNA未完全洗脱，残留的核酸会在柱上被降解。	产品选择：选择信誉良好的品牌（如Qiagen,Zymo,NEB）。 洗脱液：使用RNase-free的水（最好是新开封的），并确保pH在8.0-8.5之间以提高产量。 操作：严格按照说明书执行，确保洗脱步骤充分。
	方案C:磁珠法纯化	磁珠残留RNase：磁珠储存液或洗液被污染。 盐离子/乙醇残留：洗涤不彻底，残留的盐或乙醇会影响后续实验，并可能间接导致降解。	磁珠选择：同样选择可靠品牌（如Beckman,ThermoFisher）。 洗涤：确保进行足够次数的洗涤（通常2-3次），并在最后一步彻底去除乙醇，完全干燥。
	纯化后保存	储存条件不当：在-20°C下，RNA可能因反复冻融而断裂。 RNase再次污染：分装或取用过程中引入新的污染。	分装保存：将RNA产物分装成小体积（如10-20µL），避免反复冻融。 长期保存：在-80°C下保存。可加入RNase抑制剂（如RNasin），但这不是万能的。 记录：清晰标记分装日期和浓度。

二、系统性预防与排查方案

与其在问题发生后逐一排查，不如建立一套标准的SOP来系统性预防。

1. 环境与耗材控制 (基础防线)

    专用区域：如果条件允许，设立一个专门的RNA操作区。

    “无酶” 意识：将 “RNase-free” 作为操作信条。所有与 RNA 接触的物品都必须是无酶的。

    定期清洁：使用RNase清除剂（如RNase Zap）擦拭工作台和移液器。

2. 试剂质量与新鲜度

    核心原料：NTPs、T7聚合酶、DNase I 等关键试剂，优先选择高质量、专门为 IVT 优化的产品。

    水是关键：所有反应都必须使用无RNase、无DNase的超纯水。

3. 优化反应体系

    Mg²⁺浓度梯度实验：如果你怀疑是Mg²⁺的问题，可以设置一系列不同Mg²⁺浓度（如 5, 7.5, 10, 12.5mM）的平行反应，通过琼脂糖凝胶电泳比较产物完整性和产量，找到最佳点。

    缩短反应时间：如果产量足够，尝试将反应时间从4小时缩短到2小时，观察降解是否改善。

4. 选择最优纯化方案

    首选：磁珠法。操作最简单、温和，且易于自动化，是目前最推荐的方案。

    次选：硅胶柱法。效果可靠，但要注意洗脱效率和柱膜污染问题。

    避免：酚/氯仿抽提法。除非是特定的下游实验要求，否则应避免使用。

5. 产物质量快速检测

    琼脂糖凝胶电泳：最直观的方法。完整的RNA应显示为清晰、锐利的条带，没有明显的拖尾（smear）。

    Agilent Bioanalyzer/片段分析仪：提供数字化的RNA完整性数值（RIN/eRIN），能更精确地评估 RNA 质量。

为了给你更精准的建议，我需要了解一些细节：

    目前使用的是试剂盒还是自己配制的体系进行体外转录？

    当前采用的纯化方法是哪一种（磁珠、硅胶柱还是酚/氯仿）？

    通过什么方法判断RNA发生了严重降解的（例如，琼脂糖凝胶电泳上出现拖尾）？