前几期主要是介绍了关于逆转录实验的相关内容,接下来的几期中,小翌将带大家进入
qPCR
世界中,一起感受
qPCR
最美曲线的魅力。本期主要介绍
qPCR
的基础知识和原理。
PART 01
什么是qPCR?
实时荧光定量
PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,qPCR)
是利用荧光信号的变化实时检测
PCR
扩增反应中每一个循环扩增产物变化,通过Ct值和标准曲线的关系对起始模板进行定量分析,是一种研究基因表达量的重要方法。
1
qPCR和普通PCR的区别
qPCR实质上是一种PCR扩增反应,但它与普通PCR有所不同。普通PCR是将的得到的PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳,通过核酸染料染色并借助紫外凝胶成像仪进行观察,最后通过终产物进行定性或者半定量分析;qPCR是在反应体系中引入荧光基团(染料或者探针),进而对qPCR产物进行标记跟踪,实时在线监控反应的过程,结合相应的qPCR仪自带软件可对产物进行分析,并计算出待测样品模板的初始浓度。
图1.普通PCR琼脂糖凝胶电泳图
图2.qPCR扩增曲线图
2
qPCR的种类
根据
qPCR
的化学发光原理一般分为2大类:一类是探针法,利用与靶序列特异杂交的探针来指示扩增产物的增加;一类是基于
SYBR Green I
的染料法,通过荧光染料来指示产物的增加。
探针法
:
探针的5'端标记一个报告荧光基团,3'端标记一个淬灭荧光基团。当探针完整时,报告基团发射的荧光被淬灭基团吸收,此时不发光;在PCR扩增过程中,Taq酶的
5'-3'
的外切酶活性会将探针的5'报告荧光基团切开,使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离而发光,从而被荧光检测系统接收。
图3.探针法qPCR实验的原理图(图来源于网络)
染料法
:
染料与DNA双链结合时,在激发光源的照射下发出荧光信号,其信号强度代表双链DNA分子的数量。随着PCR产物的增加,PCR产物与染料的结合量也会增大。目前主要使用的染料分子是
SYBR Green I,
能与DNA双链的小沟特异性地结合,游离的
SYBR Green I
几乎没有荧光信号,但结合DNA后,它的荧光信号可呈百倍增加。因此
,PCR
产物越多
,SYBR Green I
结合越多,荧光信号则越强。
图4.染料法qPCR实验原理图(图来源于网络)
PART 02
qPCR的原理
1
qPCR仪器工作原理
qPCR
仪器是由荧光定量系统和计算机组成,主要包括这三个反应模块:激发光发射源,接收装置
,PCR
反应模板。在
PCR
反应模块中进行qPCR反应,当仪器的激发光发射源发出一定波长的光线,遇到
qPCR
反应体系中的荧光基团则会反射另外一个波长的光线,此时被接收装置实时接收,接收的数据传送至计算机,计算机将相应的数据通过实时分析软件转化为扩增和熔解曲线。
图5.qPCR仪器工作原理图(图来源于网络)
2
qPCR的数学原理
qPCR中有3个比较重要的参数:基线、阈值和Ct值。基线是指3-15个循环的荧光值;阈值是指基线标准差的10倍;Ct值是指荧光值达到阈值线时所对应的循环数;
图6.qPCR扩增曲线图
qPCR的数学原理如图7所示:
图7.qPCR的数学原理和标准曲线图
从线性方程可以看出
,lg(N
0
初始模板量)与Ct值呈负线性关系,即模板拷贝数越多,其Ct值越小。利用已知起始拷贝数的标准样品绘制标准曲线,根据荧光基团发出的荧光强度与PCR 扩增产物的数量呈对应关系,只要对荧光信号进行实时监测并得到未知样品的Ct值,即可通过标准曲线计算未知样品的起始拷贝数。
PART 03
精品推荐
针对
qPCR
实验,翌圣生物基于染料法研发了一款适用于所有qPCR仪器的荧光定量试剂盒
——Hieff UNICON
Universal Blue qPCR SYBR Green Master Mix。
该产品采用抗体法修饰,同时配方添加了基因扩增的促进因子,大大提升了该产品的扩增性能。
1
一款产品,无需调整 ROX 浓度,通用全仪器平台
图8. Hieff UNICON
Universal Blue 预混液可实现全平台通用。针对不同仪器平台,与T品牌对比,Hieff UNICON
Universal Blue 预混液Ct值起峰更加靠前。以2 L的质粒10倍梯度稀释液为模板,扩增
IL23R
基因。
2
灵敏度高,可检测低至 A
图9.Hieff UNICON
Universal Blue 预混液可有效检测7个数量级范围的模板量,扩增效率高,可在宽广的线性范围内获得良好的线性关系。以2 L的10
6
-10
0
拷贝/L的质粒为模板,扩增人
IL23R
基因。
3
检出率和特异性良好,广泛适用于不同GC含量基因
图10. Hieff UNICON
Universal Blue预混液可实现不同引物的高特异性扩增。 以293T细胞cDNA为模板,利用Primer5软件设计200 bp扩增长度的片段(GC%含量30%-70%)的引物共1000对,随机挑选27对,使用Hieff UNICON
Universal Blue预混液检测引物的扩增效率和反应特异性,在宽广的基因GC范围内,该预混液可保证极高的特异性基因检出。
4
精准度高,复孔重复性好
图11. Hieff UNICON
Universal Blue预混液可精准分辨2倍表达量差异,且具备良好的重复性A: 以293T细胞cDNA原液进行2倍梯度稀释,扩增
GAPDH
基因,Hieff UNICON
Universal Blue预混液可精准区分2倍模板浓度差异。B: 以293T细胞20倍cDNA稀释液为模板,扩增
GAPDH
基因,设置90个复孔,Ct值标准偏差<0.2。
5
良好的稳定性,让体系配制更加灵活
图12. Hieff UNICON
Universal Blue预混液在体系配制后4℃放置不同时间条件下,检测人
C2orf68
基因扩增情况。结果显示体系配制后4℃保存24 h,扩增性能无变化。
病情分析:您好,根据您的以上这些内容的描述,您的情况考虑是试管,咳嗽是不行的指导意见:您好,像您的这种情况考虑是治愈后试管比较好的,这种情况试管后容易流产的
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