實(shí)時(shí)熒光定量PCR
實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)是指在PCR反應(yīng)體系中加入可與DNA產(chǎn)物特異性結(jié)合的熒光基團(tuán),利用熒光信號(hào)積累實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)PCR進(jìn)程,最終通過相對(duì)定量或絕對(duì)定量的方法確定各個(gè)樣本的本底表達(dá)量。qPCR檢測(cè)常用的兩種方法:染料法和TaqMan探針法。
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【技術(shù)原理】
TaqMan探針法核心是探針分子,TaqMan探針是單鏈DNA,5’端偶聯(lián)發(fā)光基團(tuán),3’端偶聯(lián)淬滅基團(tuán),游離的完整探針是檢測(cè)不到熒光信號(hào)的,發(fā)光基團(tuán)發(fā)出的熒光會(huì)被淬滅基團(tuán)吸收淬滅,探針被水解,發(fā)光基團(tuán)和淬滅基團(tuán)遠(yuǎn)離就可以檢測(cè)到熒光信號(hào)。反應(yīng)開始時(shí),模板鏈經(jīng)熱變性解鏈形成單鏈,TaqMan探針優(yōu)先跟模板鏈退火,引物隨后退火到模板上,之后進(jìn)行鏈的延伸,延伸過程中Taq酶發(fā)揮5’-3’外切酶活性,遇到探針會(huì)從5’端逐個(gè)堿基切除探針,發(fā)光基團(tuán)會(huì)跟淬滅基團(tuán)分開,因此熒光檢測(cè)系統(tǒng)可以接收到熒光信號(hào),每擴(kuò)增一條DNA鏈,就有一個(gè)熒光分子形成,熒光信號(hào)的累積和PCR產(chǎn)物形成是同步的。
TaqMan探針法的特異性除了由引物提供,更由探針分子保證,因其退火溫度更高,所以TaqMan探針法特異性更好,在一個(gè)反應(yīng)體系中加入多條探針,可以做多個(gè)基因同時(shí)檢測(cè)。
【實(shí)驗(yàn)流程】
案例展示
結(jié)果分析:NTC組正常,表明QPCR實(shí)驗(yàn)結(jié)果可信,組間差異較小,操作合格。
常見問題
一、引物設(shè)計(jì)
1、序列選取應(yīng)在基因的保守區(qū)段;
2、Taqman探針技術(shù)要求片段長(zhǎng)度在50bp-150bp;
3、避免引物自身形成環(huán)狀發(fā)卡結(jié)構(gòu)。避免引物自身或與引物之間形成4個(gè)或4個(gè)以上連續(xù)配對(duì);
4、典型的引物18到24個(gè)核苷長(zhǎng)。引物需要足夠長(zhǎng),保證序列獨(dú)特性,并降低序列存在于非目的序列位點(diǎn)的可能性。但是長(zhǎng)度大于24核苷的引物并不意味著更高的特異性,較長(zhǎng)的序列可能會(huì)與錯(cuò)誤配對(duì)序列雜交,降低了特異性,而且比短序列雜交慢,從而降低了產(chǎn)量。Tm值在55-65℃,GC含量在40%-60%;
5、引物之間的Tm值相差避免超過2°C;
6、引物的3’端避免出現(xiàn)3個(gè)或3個(gè)以上連續(xù)相同的堿基;
7、為避免基因組的擴(kuò)增,引物設(shè)計(jì)最好能跨兩個(gè)外顯子;
8、探針位置盡可能地靠近上游引物;
9、探針的5'端應(yīng)避免使用堿基G,引物的3’端避免使用堿基A。探針長(zhǎng)度通常在25~35bp,Tm值在65~70°C ,通常比引物Tm高5 ~10°C,GC含量在40%~ 70%;
10、整條探針中,堿基C的含量要明顯高于G的含量;
11、為確保引物探針的特異性,最好將設(shè)計(jì)好的序列在Blast中核實(shí)一次,如果發(fā)現(xiàn)有非特異性互補(bǔ)區(qū),建議重新設(shè)計(jì)引物探針。
二、熱啟動(dòng)
熱啟動(dòng)PCR是除了好的引物設(shè)計(jì)之外,提高PCR特異性最重要的方法之一。
三、鎂離子濃度
鎂離子影響PCR的多個(gè)方面,如:對(duì)DNA聚合酶的活性的影響進(jìn)而影響產(chǎn)量;對(duì)引物退火的影響,進(jìn)而影響特異性。若dNTP和模板同鎂離子結(jié)合,則降低了酶活性所需要的游離鎮(zhèn)離子的量。
四、模板質(zhì)量
模板的質(zhì)量會(huì)影響產(chǎn)量。DNA樣品中可能有多種污染物會(huì)抑制PCR。
五、防止殘余污染
1、PCR易受污染的影響,因?yàn)樗且环N敏感的擴(kuò)增技術(shù)。小量的外源DNA污染可以與目的模板一塊被擴(kuò)增。當(dāng)前一次擴(kuò)增產(chǎn)物用來進(jìn)行新的擴(kuò)增反應(yīng)時(shí),會(huì)發(fā)生共同來源的污染。這稱之為殘余污染。從其它樣品中純化的DNA或克隆的DNA也會(huì)是污染源(非殘余污染)。
2、可以在PCR過程中使用良好的實(shí)驗(yàn)步驟減少殘余污染。為PCR樣品配制和擴(kuò)增后分析設(shè)計(jì)隔離的區(qū)域,在準(zhǔn)備新反應(yīng)前更換手套??偸鞘褂貌缓心0宓年幮詫?duì)照檢測(cè)污染。使用預(yù)先混合的反應(yīng)成份,而不是每個(gè)反應(yīng)的每個(gè)試劑單獨(dú)加入。
送檢與交付標(biāo)準(zhǔn)
樣品類型 | 樣品需求 | 保存條件 | 運(yùn)輸條件 | 備注 |
---|---|---|---|---|
動(dòng)物組織 | 單個(gè)樣品>0.1g,2mlEP管或凍存管裝,不要過量;樣本應(yīng)盡量新鮮,如不能立即提取蛋白或核酸,應(yīng)液氮速凍后凍存于-80℃或更低,凍存樣本避免反復(fù)凍融以致降解 | -80℃ | 干冰 | 所有樣本均須有唯一標(biāo)記,且標(biāo)記清晰可識(shí) |
種子樣本 | 去殼新鮮或保存于液氮中的的種子樣本,單個(gè)樣品>0.2g。 | -80℃ | 干冰 | |
貼壁/懸浮細(xì)胞 | 1. 總RNA或蛋白:106cell/指標(biāo)、漿/核RNA或蛋白:107cell/指標(biāo)、線粒體RNA或蛋白:2*107 cell/指標(biāo),樣本盡量新鮮,細(xì)胞收取后直接加Trizol(QPCR檢測(cè))或直接凍存于-80℃ 2. 若細(xì)胞處理(加藥、轉(zhuǎn)染、感染)后狀態(tài)差應(yīng)酌情加大收樣量 | -80℃ | 干冰 | |
全血/血清樣品 | 用抗凝管保存的外周血 5~10ml,骨髓 1~3ml; -80℃保存不超半周的白細(xì)胞勻漿>400μl,每 400μl 加入 400μl Trizol。 | -80℃ | 干冰 | |
石蠟包埋樣品 | 由標(biāo)準(zhǔn)的石蠟包埋盒包埋的石蠟塊,有效厚度大于 0.1cm; 新鮮的 FFPE 組織切片,每片厚度不超過 10μm,2~8 張,表面積不超過 250mm2。 | -20℃ | 冰袋 | |
抗體 | 1. 按樣本種屬提供滿足相應(yīng)實(shí)驗(yàn)要求的抗體; 2. 按抗體說明書要求寄送,盡量避免分裝;如分裝,確保量足夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并提供抗體說明書。 3.保存抗體的抗體管上應(yīng)有能夠識(shí)別此抗體的標(biāo)記,抗體的量應(yīng)大于實(shí)驗(yàn)所需的量。 | -20℃ | 冰袋 | |
引物 | 干粉,≥1OD,如進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),每個(gè)基因至少提供兩對(duì)引物, 附帶公司引物合成單。 | -20℃ | 冰袋或常溫 |