熒光定量 PCR 又稱 qPCR,是一項非常常見的分子生物學(xué)實驗技術(shù)。熒光定量 PCR 熒光為基礎(chǔ)對核酸進(jìn)行定量分析,其應(yīng)用非常廣泛,可以用于檢測基因的表達(dá)量(RNA 的豐度),驗證表達(dá)譜芯片或轉(zhuǎn)錄組測序的數(shù)據(jù),確定病原體的載量,對片段的拷貝數(shù)(CNV)進(jìn)行分析,對基因進(jìn)行分型等等。
大部分研究者主要的應(yīng)用是對基因的表達(dá)量進(jìn)行測定,其原理為通過監(jiān)控反應(yīng)體系中熒光強(qiáng)度的變化,記錄檢測熒光達(dá)到閾值時的循環(huán)數(shù)(Ct 值)。從理論上說,起始模板量和 Ct 值密切相關(guān),因此我們通過判讀 Ct 值從而對樣本進(jìn)行定量。
在進(jìn)行熒光定量 PCR 時,從技術(shù)和產(chǎn)品來說,我們往往會有許多選擇,尤其是方法的選擇,對最終結(jié)果的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。熒光定量 PCR 從方法上來說可以分為染料法和探針法兩種。
1、染料法
染料法常采用 DNA 染料 SYBRGreenⅠ,使用簡單,成本也相對較低,因此會有很多國內(nèi)研究者會選擇使用染料法進(jìn)行后續(xù)實驗。
在染料法熒光定量 PCR 實驗中,染料能夠與雙鏈結(jié)合,從而發(fā)光,而在游離狀態(tài)下,SYBR Green I 發(fā)出微弱的熒光。所以,一個反應(yīng)發(fā)出的全部熒光信號與出線的雙鏈 DNA 量呈比列,且會隨擴(kuò)增產(chǎn)物的增加而增加。但是染料法檢測的是體系中的所有雙鏈 DNA,因此一些非特異性擴(kuò)增或者引物二聚體的出現(xiàn),會極大的影響真實結(jié)果的準(zhǔn)確性。為此,一些廠商提供 ROX 作為內(nèi)部熒光參考標(biāo)準(zhǔn),用來校正背景,但是即便如此,染料法特異性的問題依舊無法與探針法相比。另外染料法無法在同一個反應(yīng)中檢測多個目的片段,對于復(fù)雜序列,如果難以擴(kuò)增的話,也會受到脫靶效應(yīng)(如引物二聚體)的影響。在這種情況下,就需要在實驗前期進(jìn)行熔解曲線分析,判斷擴(kuò)增所得產(chǎn)物是否只有一種。
二、TaqMan 探針法
TaqMan 探針法 PCR 擴(kuò)增時,在加入一對擴(kuò)增引物的同時再加入一個特異性的熒光探針。Taqman 探針為一段線性的寡核苷酸,兩端分別標(biāo)記一個熒光報告基團(tuán)(FAM 或 Hex 等)和一個熒光淬滅基團(tuán),當(dāng)探針完整時,報告基團(tuán)發(fā)射的熒光信號被淬滅基團(tuán)吸收,PCR 儀檢測不到熒光信號;當(dāng) PCR 擴(kuò)增時(在延伸階段),Taq 酶的 5' -3' 外切酶活性將探針酶切降解,使報告熒光基團(tuán)和淬滅熒光基團(tuán)分離,從而熒光監(jiān)測系統(tǒng)可接收到熒光信號,即每擴(kuò)增一條 DNA 鏈,就有一個熒光分子形成,實現(xiàn)了熒光信號的累積與 PCR 產(chǎn)物形成*同步,這也就是探針法定量的原理。
二者區(qū)別,怎么選擇?
探針法與染料法的最大區(qū)別在于,理論上探針法中的熒光信號只來源于目標(biāo)序列,也就是不受非特異性擴(kuò)增及引物二聚體的影響。除此之外,人們還可以利用不同探針,在一個體系中使用不同的熒光標(biāo)記同時檢測多種指標(biāo),達(dá)到節(jié)省實驗成本的目的。在樣本量比較大的情況下,成本甚至可以低于染料法。
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