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實時熒光定量PCR(Quantitative Real-time PCR)也稱 QPCR,是指在DNA 擴增應(yīng)中,以熒光化學物質(zhì)測單次聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR)循環(huán)后產(chǎn)物總量的方法。
原理與操作
QPCR 技術(shù)實現(xiàn)了 PCR 從定性到定量的飛躍,以特異性強、重復(fù)性好、定量準確、可實時監(jiān)測等優(yōu)點成為了分子生子生物學研究中常用工具。
QPCR 自1983年發(fā)明以來,經(jīng)過數(shù)次更新迭代,到如今在實驗中廣泛運用,
做過qPCR(熒光定量PCR)的小伙伴,可能會遇到這樣的問題,明明已經(jīng)按照文獻的方法,照搬PCR引物,可還是每次結(jié)果都不一樣。
其實原因有這么幾個:
一、操作原因,你可能不太會用移液槍
有些小伙伴可能會說,移液槍使用多么簡單,怎么可能不會用?實際上,在使用移液槍,特別是微量移液槍的時候,我們往往會長期快速操作,也就是說在彈簧還沒來得及恢復(fù)的時候,我們已經(jīng)又按了一下了。這樣可能導(dǎo)致的結(jié)果不用我多說,首先可能會導(dǎo)致……指關(guān)節(jié)受傷。當然,這些只是其次,最重要的是會影響移液量。
所以,關(guān)愛拇指,吸取液體時,保持1-2秒,給彈簧一個緩沖。當然,在加模板的時候,提高模板加樣量,也可以盡可能減少每次加樣的誤差。
吸取液體的時候,需要把槍頭插入凹液面底部,而不是插到凹液面的側(cè)面。側(cè)面比較容易產(chǎn)生氣泡:
當然,你會說,每次槍頭都插很深(莫名其妙覺得是在開車),但是這樣的話,就很容易在槍頭上沾上液滴,在微量的模板加樣時,很容易導(dǎo)致加樣量的誤差。
二、RNA的降解,也就是RNA完整性的問題
RNA的完整性,一般體現(xiàn)在電泳過程中18S和28S的亮度上,如果這兩個條帶的RNA亮度變低,甚至沒有,就說明RNA的完整性應(yīng)該會有損失。(但實際上現(xiàn)在沒人去跑電泳)導(dǎo)致RNA完整性受損的原因有很多,比如:
包括鎂離子,pH,溫度,紫外線,福爾馬林等等都會對你的RNA產(chǎn)生影響。所以,要處處小心。于是有人做了這樣的實驗,就是對于RNA的降解,有沒有什么方法可以降低RNA降解對于qPCR的影響。
他們分別分析了3`端和5`端的擴增CT值,以及長片段和短片段的ΔCT,發(fā)現(xiàn)RNA的完整性缺失與3`端和5`端沒多大關(guān)系,但是短片段會比長片段擴增效率更高。所以,qPCR引物設(shè)計的過程中,盡量把片段設(shè)計得短一點。
三、抑制物,這點相對難解決
在反轉(zhuǎn)錄過程中或者PCR過程中都可能有抑制物,這些抑制物,比如Na離子,EDTA,SDS,酚,血紅素,腐植酸等等,都會對qPCR結(jié)果產(chǎn)生影響。具體體現(xiàn)在擴增曲線里會是這樣:
實際上去除抑制劑也只能在抽提的過程中盡量洗脫掉抑制劑,別的操作過程中其實也沒什么辦法(加促進劑可能又會產(chǎn)生不穩(wěn)定因素)。
我們往往謹慎對待:引物、探針、Ct 值等,但也有一些小東西會被忽視,比如:ROX™。也許很多同學的第一反應(yīng)是:總聽人說起 ROX™,但它是什么?它在熒光定量 PCR 里起到什么作用呢?
其實和 FAM™、VIC™、SYBR™ Green 類似,ROX™ 也是一種在 qPCR 反應(yīng)中能被 qPCR 儀檢測到的熒光染料分子。但與其他染料不同,ROX™ 是一種惰性參比染料,也就是說,其熒光信號并不隨著 PCR 擴增而增強。相反,ROX™ 的熒光信號值在反應(yīng)中是基本保持不變的。
四、ROXTM 有什么問呢?
其實,在 qPCR 反應(yīng)中有許多反應(yīng)本身的物理因素會影響信號檢測,從而造成孔間數(shù)據(jù)的差異。例如:PCR 反應(yīng)板本底信號不均一,PCR 管蓋厚度有差異,同一反應(yīng)體系在分裝時出現(xiàn)了差異等因素。ROX™ 能幫助我們通過均一化校正消除這些因素的誤差,從而提高數(shù)據(jù)精確性。
五、ROXTM 的工作原理?
請大家注意看板上的兩個孔,我們在每個孔中加入「wan全等量」的樣本,然后進行擴增。很快,30 個循環(huán)完成了。在每一個循環(huán)中,我們的儀器都會讀取出一個熒光信號值。
理論上儀器檢測出這兩個孔的信號值應(yīng)該是wan全相同的,因為剛開始的時候樣品是wan全一樣的。但實際上,由于移液器加樣存在誤差,耗材孔間不同等一系列差異,這兩孔檢測出的信號值并不相同。幸運的是,我們在兩個孔中都加了相同的 ROX™,而我們的儀器也同時讀取了 ROX™ 的信號值。
可以看到,ROX™ 信號和 qPCR 反應(yīng)熒光信號都有差異。仔細思考大家會發(fā)現(xiàn),反應(yīng)本身的這些物理差異會對 ROX™ 信號和 qPCR 反應(yīng)的熒光信號造成同等程度的影響。
重要的是,我們的儀器會在每一個循環(huán)中檢測每一個反應(yīng)孔的這兩種信號,然后在反應(yīng)結(jié)束后自動進行均一化處理。結(jié)合儀器自身的一系列熒光校準參數(shù),最終您的數(shù)據(jù)精度會得到顯著提高。順便提一下,最終這個值也就是我們所說的 Rn 值,也表示報告基團的標準化熒光值。
六、兩個關(guān)于ROXTM 的重點:
第一,除非有些特殊情況,Applied Biosystems™ 提供給您的熒光定量預(yù)混液已經(jīng)包含了最佳濃度的 ROX™,因此您無需再額外添加。
第二,所有 Applied Biosystems™ 實時熒光定量 PCR 軟件是默認檢測 ROX™ 并使用均一化數(shù)據(jù),這會幫您提高數(shù)據(jù)精確性。如果您選用的試劑盒或者預(yù)混液不含 ROX™,依據(jù)您對實驗的精度的要求不同,您可以另外采購 ROX™ 摸索最佳濃度優(yōu)化實驗,您也可以將參比熒光染料選項改為 None(無),放棄 ROX 校正。在沒有 ROX™ 存在的情況下,我們建議選擇參比熒光為 None 進行數(shù)據(jù)分析。
好了,看看你的操作過程中是不是有這樣或者那樣的問題,看看你的擴增曲線是不是有比較奇怪的變化,然后,進行改進吧。
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