PCR污染的產(chǎn)生及防治

1、PCR污染的產(chǎn)生及防治PCR污染的產(chǎn)生及防治污染的產(chǎn)生及防治PCR實(shí)驗(yàn)室污染的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室污染的特點(diǎn) 概念：由于各種原因，造成的PCR 擴(kuò)增體系中出現(xiàn)了非目的檢測(cè)樣本本身的模板，使得PCR結(jié)果出現(xiàn)假陽(yáng)性。 PCR實(shí)驗(yàn)室的污染不同于一般生物安全實(shí)驗(yàn)室的污染 PCR污染總是產(chǎn)生假陽(yáng)性結(jié)果PCR流程流程 樣品準(zhǔn)備（sle preparation） 反應(yīng)體系配置（PCR reaction assembly） PCR反應(yīng)（PCR execution） 反應(yīng)后分析（post-PCR analysis）PCR污染的途徑污染的途徑 操作錯(cuò)誤或者誤差造成的樣品間交差污染 PCR試劑的污染 PCR實(shí)驗(yàn)器材的污染 氣

2、溶膠（Amplicon Aerosol）PCR污染的四種來(lái)源污染的四種來(lái)源 標(biāo)本或模板間的交叉污染 PCR試劑的污染 PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的污染 實(shí)驗(yàn)室克隆質(zhì)粒的污染 引起引起PCR污染的原因污染的原因 標(biāo)本或模板間交叉污染 容器被污染容器被污染標(biāo)本或模板放置時(shí)標(biāo)本或模板放置時(shí), 由于密封不嚴(yán)溢于容器外由于密封不嚴(yán)溢于容器外容器外粘有模板而造成相互間交叉污染容器外粘有模板而造成相互間交叉污染標(biāo)本核酸模板在提取過(guò)程中，由于吸樣槍污染導(dǎo)致標(biāo)本間污染標(biāo)本核酸模板在提取過(guò)程中，由于吸樣槍污染導(dǎo)致標(biāo)本間污染模板吸取過(guò)程中模板吸取過(guò)程中, 因氣溶膠（因氣溶膠（aerosol）或其他原因引起移液器污染，從而導(dǎo)）或

3、其他原因引起移液器污染，從而導(dǎo)致交叉污染致交叉污染有些微生物標(biāo)本尤其是病毒可隨氣溶膠或形成氣溶膠而擴(kuò)散，導(dǎo)致彼此間的污染有些微生物標(biāo)本尤其是病毒可隨氣溶膠或形成氣溶膠而擴(kuò)散，導(dǎo)致彼此間的污染引起引起PCR污染的原因污染的原因PCR試劑污染 PCR 試劑配制過(guò)程中, 移液器、容器、水及其他溶液等原因造成試劑被PCR 核酸模板污染。引起引起PCR污染的原因污染的原因 PCR產(chǎn)物污染產(chǎn)物污染-最主要最常見(jiàn)最主要最常見(jiàn)PCR 產(chǎn)物拷貝量大產(chǎn)物拷貝量大(一般為一般為1013拷貝拷貝/ml) ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PCR檢測(cè)數(shù)個(gè)拷貝的極限。極檢測(cè)數(shù)個(gè)拷貝的極限。極微量的微量的PCR產(chǎn)物污染產(chǎn)物污染, 就可形

4、成假陽(yáng)性。就可形成假陽(yáng)性。移液器吸取移液器吸取PCR產(chǎn)物進(jìn)行電泳檢測(cè)，同一支移液器去準(zhǔn)備產(chǎn)物進(jìn)行電泳檢測(cè)，同一支移液器去準(zhǔn)備PCR mixPCR產(chǎn)物的氣溶膠污染：據(jù)計(jì)算一個(gè)氣溶膠顆粒可含產(chǎn)物的氣溶膠污染：據(jù)計(jì)算一個(gè)氣溶膠顆粒可含48000拷貝，因而由其造成的污染是一個(gè)值得特別拷貝，因而由其造成的污染是一個(gè)值得特別重視的問(wèn)題重視的問(wèn)題.氣溶膠（aerosol）：懸浮于氣體介質(zhì)中粒徑一般為 0.001m1000m的固體、液體微小粒子形成的膠溶狀態(tài)散體系。空氣與液體面摩擦?xí)r就可形成氣溶膠, 在操作時(shí)比較劇烈地?fù)u動(dòng)反應(yīng)管, 開(kāi)蓋時(shí)、吸樣時(shí)及移液器的反復(fù)吸樣都可形成氣溶膠引起引起PCR污染的原因污染的原

5、因?qū)嶒?yàn)室中克隆質(zhì)粒的污染 在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室及某些用克隆質(zhì)粒做陽(yáng)性對(duì)照的檢驗(yàn)室，這個(gè)問(wèn)題也比較常見(jiàn) 克隆質(zhì)粒在單位容積內(nèi)含量濃度高, 另外在純化過(guò)程中需用較多的用具及試劑,而且在活細(xì)胞內(nèi)的質(zhì)粒，由于活細(xì)胞的生長(zhǎng)繁殖的簡(jiǎn)便性及具有很強(qiáng)的生命力.其污染可能性也很大PCR污染的監(jiān)測(cè)污染的監(jiān)測(cè) 一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)室，要時(shí)刻注意污染的監(jiān)測(cè)，考一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)室，要時(shí)刻注意污染的監(jiān)測(cè)，考慮有無(wú)污染慮有無(wú)污染，是什么原因造成的污染，以便采取措是什么原因造成的污染，以便采取措施，防止和消除污染施，防止和消除污染. PCR強(qiáng)大擴(kuò)增能力+檢測(cè)的敏感性經(jīng)30個(gè)周期后，特定DNA片段的數(shù)量在理論上可增加109倍極微量的污染便可

6、導(dǎo)致假陽(yáng)性，尤其對(duì)定量造成很大的問(wèn)題NTC (No Template Control):必須設(shè)置一個(gè)不含模板DNA但含有PCR系統(tǒng)中所有其他成分的對(duì)照反應(yīng)。 對(duì)照試驗(yàn) 1.陽(yáng)性對(duì)照:它是PCR 反應(yīng)是否成功、產(chǎn)物條帶位置及大小是否合乎理論要求的一個(gè)重要的參考標(biāo)志。但陽(yáng)性對(duì)照尤其是重組質(zhì)粒及高濃度陽(yáng)性標(biāo)本，其對(duì)檢測(cè)或擴(kuò)增樣品污染的可能性很大，操作時(shí)需注意防止交叉污染。 2.陰性對(duì)照:每次PCR實(shí)驗(yàn)務(wù)必做陰性對(duì)照，它包括 陰性標(biāo)本對(duì)照（NTC）:被檢的標(biāo)本是血清，就用鑒定后的正常血清作對(duì)照;被檢的標(biāo)本是組織細(xì)胞就用相應(yīng)的組織細(xì)胞作對(duì)照。 試劑空白對(duì)照（Blank）:在PCR試劑中不加模板DNA或R

7、NA，進(jìn)行PCR擴(kuò)增，以監(jiān)測(cè)試劑是否污染。 3.重復(fù)性試驗(yàn) 4.選擇不同區(qū)域的引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增 污染的預(yù)防 進(jìn)行PCR操作時(shí)，操作人員應(yīng)該嚴(yán)格遵守一些操作規(guī)程，最大程度地降低可能出現(xiàn)的PCR污染或杜絕污染的出現(xiàn)。 主要涉及： （1）劃分操作區(qū) （2）分裝試劑 （3）實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng) 劃分操作區(qū)理想的劃分操作區(qū)理想的PCR實(shí)驗(yàn)室分區(qū)實(shí)驗(yàn)室分區(qū)污染的預(yù)防 分裝試劑分裝試劑PCR擴(kuò)增所需要的試劑均應(yīng)在裝有紫外燈的超凈工作臺(tái)或負(fù)壓工作臺(tái)配制和分裝。所有的加樣器和吸頭需固定放于其中，不能用來(lái)吸取擴(kuò)增后的DNA和其他來(lái)源的DNA。無(wú)污染的試驗(yàn)器材無(wú)污染的消耗品PCR用水應(yīng)為高壓的雙蒸水。引物和dNTP用

8、高壓的雙蒸水在無(wú)PCR擴(kuò)增產(chǎn)物區(qū)配制。引物和dNTP應(yīng)分裝儲(chǔ)存，分裝時(shí)應(yīng)標(biāo)明時(shí)間，以備發(fā)生污染時(shí)查找原因。污染的預(yù)防 實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng) 盡管擴(kuò)增序列的殘留污染大部分是假陽(yáng)性反應(yīng)的原因，樣品間的交叉污染也是原因之一。因此，不僅要在進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng)是謹(jǐn)慎認(rèn)真，在樣品的收集、抽提和擴(kuò)增的所有環(huán)節(jié)都應(yīng)該注意： 1.在準(zhǔn)備樣品時(shí)，著清潔的工作服和手套，切忌著已污染過(guò)PCR產(chǎn)物的工作服和手套； 2.戴一次性手套，發(fā)現(xiàn)手套有污染時(shí)應(yīng)立即更換手套；實(shí)驗(yàn)完成后離開(kāi)所工作場(chǎng)所時(shí)，脫掉手套，放置在專(zhuān)用垃圾桶中； 3. 使用一次性吸頭，嚴(yán)禁與PCR產(chǎn)物分析室的吸頭混用，吸頭不要長(zhǎng)時(shí)間暴露于空氣中，避免氣溶

9、膠的污染； 4.準(zhǔn)備專(zhuān)供自己使用的PCR試劑，分裝為小份。不要與樣品存放在一起；污染的預(yù)防 實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng) 5. 開(kāi)管動(dòng)作要輕，以防管內(nèi)液體濺出。若不小心濺到手套或桌面上，應(yīng)立刻更換手套并用稀酸擦拭桌面；所有含質(zhì)粒模板和PCR產(chǎn)物的EP管開(kāi)蓋前高速離心1-3分鐘； 6. 最后加入反應(yīng)模板，加入后蓋緊反應(yīng)管； 7. 操作時(shí)設(shè)立陰陽(yáng)性對(duì)照和空白對(duì)照，即可驗(yàn)證PCR反應(yīng)的可靠性，又可以協(xié)助判斷擴(kuò)增系統(tǒng)的可信性； 8. 由于加樣器最容易受產(chǎn)物氣溶膠或標(biāo)本DNA的污染，最好使用可替換或高壓處理的加樣器。如沒(méi)有這種特殊的加樣器，至少PCR操作過(guò)程中加樣器應(yīng)該專(zhuān)用，不能交叉使用，尤其是PC

10、R產(chǎn)物分析所用加樣器不能拿到其它兩個(gè)區(qū)； 污染的預(yù)防 實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng) 9.禁止把PCR產(chǎn)物帶到配制PCR體系的場(chǎng)所；禁止在配制PCR體系的場(chǎng)所操作質(zhì)粒和含克隆質(zhì)粒的菌液； 10.在從有蓋的容器中取樣時(shí)，把蓋子拿在手中，或者確保它放到清潔和不會(huì)污染周?chē)h(huán)境的地方。 11.盡量保證反應(yīng)體系和試劑在一個(gè)密封的容器中； 12.PCR反應(yīng)完成后，盡量減少打開(kāi)密封反應(yīng)體系的機(jī)會(huì)；如必須打開(kāi)，應(yīng)在獨(dú)立專(zhuān)用房間內(nèi)打開(kāi)； 13.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后或定期清潔工作臺(tái)面和儀器。 污染的預(yù)防移液器操作移液器操作移液器操作移液器操作由于操作時(shí)不慎將模板吸入槍內(nèi)或粘上槍頭是一個(gè)嚴(yán)重的污染源，因而加樣時(shí)要十分小心。

11、1）準(zhǔn)備PCR的移液器專(zhuān)用2）吸樣要慢，吸樣時(shí)盡量一次性完成，忌多次抽吸，切勿形成噴霧，以免交叉污染或產(chǎn)生氣溶膠污染。3）最好在加完所有其他反應(yīng)成分后才吸加模板。4）推薦在準(zhǔn)備PCR過(guò)程中使用濾芯槍頭污染的預(yù)防 首要原則首要原則 永遠(yuǎn)要設(shè)置NTC對(duì)照 如果不能在污染出現(xiàn)的第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果：一大段時(shí)間的數(shù)據(jù)不可信 準(zhǔn)備PCR的移液器要專(zhuān)用 千萬(wàn)不能用吸取PCR產(chǎn)物/克隆質(zhì)粒的移液器去準(zhǔn)備PCR 體系追蹤污染源設(shè)立陰陽(yáng)性對(duì)照 有利于監(jiān)測(cè)反應(yīng)體系各成分的污染情況。 選擇陽(yáng)性對(duì)照時(shí)，應(yīng)選擇擴(kuò)增弱，且重復(fù)性好的樣品，因強(qiáng)陽(yáng)性對(duì)照可產(chǎn)生大量不必要的擴(kuò)增序列，反而可能成為潛在的污染源。 此外，

12、每次擴(kuò)增均應(yīng)包括PCR體系中各試劑的時(shí)機(jī)對(duì)照，即包括PCR反應(yīng)所需的全部成分，而不加模板DNA，這對(duì)監(jiān)測(cè)試劑中PCR產(chǎn)物殘留污染是非常有益的。追蹤污染源環(huán)境污染 在排除試劑污染的可能性外，更換試劑后，若不久又發(fā)現(xiàn)試劑被污染了，如果預(yù)防措施比較嚴(yán)密，則考慮可能為環(huán)境污染。 環(huán)境污染中常見(jiàn)的污染源主要有：1. 加樣器；2. 電泳裝置；3. 切膠用刀或手術(shù)刀片；4. 離心機(jī)；5. 冰箱門(mén)把手，冷凍架，門(mén)把手或?qū)嶒?yàn)臺(tái)面等；6. 氣溶膠。 選用含選用含UNGUNG（尿嘧啶（尿嘧啶DNADNA糖基酶糖基酶 Uracil-N- Uracil-N-Glycosylase)Glycosylase)的試劑，的試劑，有助于防止有助于防止PCRPCR產(chǎn)物引產(chǎn)物引起的污染。起的污染。UNGUNG：5050攝氏度，攝氏度，2 2分鐘，分鐘，作用于含有作用于含有dUdU的的DNADNA雙鏈或單鏈雙鏈或單鏈然后開(kāi)始然后開(kāi)始PCRPCR反應(yīng)的預(yù)變性反應(yīng)的預(yù)變性步驟，同時(shí)步驟，同時(shí)UNGUNG失活失活使用使用UNG酶控制污染酶控制污染對(duì)于不含dU的PCR產(chǎn)物無(wú)效污染處理反應(yīng)液污染 問(wèn)題：?jiǎn)栴}： PCR產(chǎn)物越長(zhǎng)，該