螢光定量PCR技術

螢光定量PCR技術

螢光定量PCR最常用的方法是DNA結合染料SYBR GreenⅠ的非特異性方法和Taqman水解探針的特異性方法,在這裡主要介紹這2種方法,其它方法請參考其它螢光定量PCR資料。

與普通PCR的區別,螢光定量PCR的方法,

與普通PCR的區別

理論上PCR是一個指數增長的過程,但是實際的PCR擴增曲線並不是標準的指數曲線,而是S形曲線。
這是因為隨著PCR循環的增多,擴增規模迅速增大,Taq酶、dNTP、引物,甚至DNA模板等各種PCR要素逐漸不敷需求,PCR的效率越來越低,產物增長的速度就逐漸減緩。當所有的Taq酶都被飽和以後,PCR就進入了平台期。由於各種環境因素的複雜相互作用,不同的PCR反應體系進入平台期的時機和平台期的高低都有很大變化,難以精確控制。所以,即使是96次PCR重複實驗,各種條件基本一致,所得結果有很大差異(如下圖),所以在實驗過程中我們不能根據最終PCR產物的量直接計算出起始DNA拷貝數。

螢光定量PCR的方法

接下來我們就來了解一下螢光定量的主要方法,我們如何選擇合適的方法?螢光定量PCR所使用的螢光化學可分為兩種:螢光探針和螢光染料。而螢光定量 PCR 的方法相應的可分為特異類和非特異類兩類,特異性檢測方法是在PCR反應中利用標記螢光染料的基因特異寡核苷酸探針來檢測產物;而非特異性檢測方法是在在PCR反應體系中,加入過量螢光染料,螢光染料特異性地摻入DNA雙鏈後,發射出螢光信號。前者由於增加了探針的識別步驟,特異性更高,但後者則簡便易行。
螢光定量PCR技術
非特異性SYBR Green I染料法
SYBR Green I是一種結合於所有dsDNA雙螺旋小溝區域的具有綠色激發波長的染料(結合示意圖),在游離狀態下,SYBR Green I發出微弱的螢光,但一旦與雙鏈DNA結合後,螢光大大增強(作用機理圖)。因此,SYBR Green I的螢光信號強度與雙鏈DNA的數量相關,可以根據螢光信號檢測出PCR體系存在的雙鏈DNA數量。
特異性Taqman水解探針法
Taqman螢光定量技術是以Taqman螢光探針為基礎,Taqman螢光探針為一寡核苷酸,兩端分別標記一個螢光發射基團和一個螢光淬滅基團。探針完整時,發射基團發射的螢光信號被淬滅基團吸收;
PCR擴增時,Taq酶的5’-3’外切酶活性將探針酶切降解,使螢光發射基團和螢光淬滅基團分離,從而螢光監測系統可接收到螢光信號,即每擴增一條DNA鏈,就有一個螢光分子形成,實現了螢光信號的累積與PCR產物形成完全同步。從而實現定量(如下圖)。常用的螢光基團是FAM, TET, VIC, HEX。

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