荧光定量PCR(qPCR)是一种基于PCR反应的核酸定量技术,利用荧光染料或荧光探针来监测PCR反应过程中目标基因的扩增量,并通过荧光信号强度来定量目标基因的初始拷贝数。
PCR反应:
qPCR首先进行的是标准的PCR反应,即利用DNA聚合酶将目标基因片段进行指数扩增。
荧光检测:
荧光染料法:使用能够与双链DNA结合的荧光染料,如SYBRGreenI。当染料与双链DNA结合时,其荧光强度会增强,可以通过检测荧光信号强度的变化来监测PCR产物的累积。
荧光探针法:使用特异性结合目标基因片段的荧光探针。探针通常包含一个报告荧光基团和一个淬灭荧光基团。当探针完整时,淬灭荧光基团抑制报告荧光基团的发光。当探针与目标基因结合后,DNA聚合酶会降解探针,分离报告荧光基团和淬灭荧光基团,导致荧光信号增强。
定量分析:
qPCR系统会实时监测荧光信号强度的变化,并绘制出荧光信号强度随循环次数变化的曲线,称为Ct值(Cyclethreshold)。Ct值是指荧光信号强度超过预设阈值的循环次数。Ct值越小,表示目标基因的初始拷贝数越多。
二、荧光定量PCR操作技术
1、实验准备:
试剂准备
qPCR试剂盒:包含TaqDNA聚合酶、dNTP、缓冲液、荧光染料/探针等。
模板DNA:通常是提取的RNA反转录得到的cDNA。
引物:与目标基因片段两端序列互补的寡核苷酸。
2、仪器准备:
实时荧光定量PCR仪:用来进行PCR反应并实时检测荧光信号。
移液器:用于精准移取试剂。
其他材料:无菌离心管、微量移液管、EP管、移液器枪头等。
3、操作步骤:
1)、配制反应体系:根据试剂盒说明书,将所需的试剂(如PCR反应缓冲液、Taq酶、dNTP、引物、模板DNA和荧光染料/探针)混合在一起,配制反应体系。
2)、加样:将配制好的反应体系加入qPCR仪的反应管或反应板中。
3)、运行程序:在qPCR仪上设置相应的程序,包括温度梯度、循环次数、荧光检测等参数。
4)、数据分析:运行结束后,qPCR仪会自动收集荧光数据并进行分析,绘制出Ct值曲线,并计算目标基因的相对或绝对含量。
三、荧光定量PCR仪器类型
目前市面上常见的荧光定量PCR仪器主要有以下几种:
1、单通道荧光定量PCR仪:只有一个荧光通道,只能使用一种荧光染料或探针。
2、多通道荧光定量PCR仪:具有多个荧光通道,可以同时使用多种荧光染料或探针,进行多重检测。
3、数字PCR仪:将反应体系分成大量的微反应单元,对每个单元进行独立的PCR反应,可以提高检测灵敏度和准确性。
四、注意事项
1、严格进行无菌操作,避免污染。
2、准确配制反应体系,避免试剂浓度误差。
3、仔细设置qPCR程序,包括温度梯度、循环次数、荧光检测等参数。
4、使用合适的内参基因进行标准化,以消除不同样本间差异带来的影响。
5、合理分析实验结果,避免误判。