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定量PCR基本原理及方法熒光定量PCR基本原理熒光定量PCR標(biāo)記方法熒光定量PCR不同方法學(xué)的應(yīng)用內(nèi)容
定量PCR技術(shù)的產(chǎn)生1992年由Higuchi等人第一次報告:使用EB加入PCR反應(yīng)體系,經(jīng)改裝的帶有冷CCD的PCR儀檢測樣品的熒光強(qiáng)度核酸
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染料熒光后來用與雙鏈DNA有更強(qiáng)結(jié)合力的SYBRGreenI取代EB熒光定量PCR基本原理Real-timeChemistriesPCR的理論方程:Y=x×(1+Ev)n
Y:擴(kuò)增物數(shù)量;X:起始模板數(shù)量;Ev:擴(kuò)增效率;n:擴(kuò)增循環(huán)數(shù)1.終點(diǎn)法定量原理前提:在最佳實驗、循環(huán)次數(shù)n一定、Ev相同原理:根據(jù)擴(kuò)增產(chǎn)物的量計數(shù)反應(yīng)物中原始分子數(shù),即:lnx=lnY-n×ln(1+Ev)=lnY-b(b為常數(shù))2.實時檢測法定量原理前提:在最佳實驗、相同Ev以、擴(kuò)增產(chǎn)物量相同原理:反應(yīng)物中原始分子數(shù)(X)與其所需要的擴(kuò)增循環(huán)次數(shù)(n)成反比,由此計算出標(biāo)本中靶分子的準(zhǔn)確含量,即:LgX=LgY–n×Lg(1+Ev)=b-n×a(a、b為常數(shù))熒光定量PCR的定量原理閾值:PCR擴(kuò)增信號進(jìn)入相對穩(wěn)定的對數(shù)增長期時的熒光值。閾值(threshold)的設(shè)定PCRefficiency=[10(-1/slope)]-1Whereslope=1/mSlope-3.322100%efficiencyPCR循環(huán)在到達(dá)Ct值所在的循環(huán)數(shù)時,剛剛進(jìn)入真正的指數(shù)擴(kuò)增期(對數(shù)期),此時微小誤差尚未放大,因此Ct值的重現(xiàn)性極好,即同一模板不同時間擴(kuò)增或同一時間不同管內(nèi)擴(kuò)增,得到的Ct值是恒定的。Ct值——n:擴(kuò)增循環(huán)數(shù)
n:擴(kuò)增循環(huán)數(shù)的確定logN=logN0+nlogEn=Ct每個模板的Ct值與該模板的起始拷貝數(shù)的對數(shù)存在線性關(guān)系。利用已知起始拷貝數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)品作出標(biāo)準(zhǔn)曲線,根據(jù)未知樣品的Ct值,即可計算出該樣品的起始拷貝數(shù)。
Ct值與起始模板的關(guān)系Y軸—Ct值X—起始拷貝數(shù)的對數(shù)標(biāo)準(zhǔn)曲線由系列稀釋的已知濃度的樣品做標(biāo)準(zhǔn)曲線計算待測樣品的初始模板濃度logN0=-CtlogE+logN絕對定量——未知濃度的樣品與標(biāo)準(zhǔn)曲線相比較內(nèi)摻式染料SYBRGreenI,LCGreen
序列特異性探針Taqman
MolecularBeaconsFRET
引物特異性探針
Amplifluor(Intergen)
LUX熒光定量PCR標(biāo)記方法5’3’5’3’SGExcitationSGSGSGSGEmission內(nèi)摻式染料SYBR-GreenI
5’3’5’3’SGSGSGSGSGExcitationEmission內(nèi)摻式染料
SYBR-GreenI
RQ5’3’5’3’5’3’5’3’ExcitationRQQRQRExcitation雙標(biāo)記探針(TaqmanProbe)RQExcitationXRQQRExcitationEmission分子信標(biāo)(MolecularBeaconProbe)Oligo1:FluoresceinOligo2:LCRed640ExcitationEmissionTransfer熒光共振能量傳遞(FRETProbe)熒光定量PCR不同方法學(xué)的應(yīng)用研究目的標(biāo)記方法定量分析(基因拷貝數(shù)的絕對定量,基因表達(dá)調(diào)控的相對定量)
Sybr-Green(LCGreen),Taqman,MolecularBeacon,etc
研究目的基因型分析(SNP、突變型分析)
Taqman,MolecularBeacon,FRET,LCGreen熔解曲線分析
Sybr-Green,LCGreen,MolecularBeacon,FRET某科研用戶使用Rotor-Gene3000進(jìn)行基因表達(dá)檢測結(jié)果(自備標(biāo)準(zhǔn)品,檢測樣品做復(fù)管)絕對定量某科研用戶使用Rotor-Gene3000進(jìn)行基因表達(dá)相對定量分析,下圖為用??Ct法得出的分析結(jié)果。(自備標(biāo)準(zhǔn)品,檢測樣品做3次重復(fù)復(fù)管)HouseKeeperGeneGeneofInterest相對定量利用溶解曲線進(jìn)行實驗條件的優(yōu)化(RG3000)熔解曲線分析Annealingat60℃Annealingat63℃標(biāo)記方法
Taqman
定量分析,基因型分析
Sybr-Green
定量分析,熔解曲線分析,基因型分析(LCGreen)
MolecularBeacon
定量分析,熔解曲線分析,基因型分析
FRET
定量分析,熔解曲線分析,基因型分析
AmpliflourProbe,LUX
定量分析基因型分析利用擴(kuò)增信號的種類來分型——Taqman根據(jù)熔解曲線的不同來分型——FRET,MolecularBeaconLCGreen雙Taqman探針法檢測野生型和突變型在基因型分析中,可采用兩種不同的Taqman探針(分別針對野生型和突變型),即一個突變型探針以一種熒光素(Flr)標(biāo)記,而野生型探針則用不同的熒光物(Tet)標(biāo)記。如果只有一種信號被擴(kuò)增出來,則樣本為對應(yīng)的基因型(野生型或突變型)的純合子;如二者都被有效地擴(kuò)增出來,則樣本為雜合型。利用擴(kuò)增信號的種類來分型雜合型野生型突變型
FRET探針進(jìn)行熔解曲線分析確定基因型FRET探針與模板結(jié)合時,因共振能量的傳遞而信號增強(qiáng),而當(dāng)在Tm值時,F(xiàn)RET探針與PCR產(chǎn)物分開,熒光信號減弱。通過實時捕捉到的PCR產(chǎn)物在熔解過程中熒光信號的變化,得到PCR產(chǎn)物的熔解曲線。因為發(fā)生基因突變的PCR產(chǎn)物有特定的Tm值,通過測定探針與PCR產(chǎn)物分開時的熔解溫度Tm值,就能確定樣品的基因型。利用熔解曲線檢測基因突變雜合型野生型突變型利用內(nèi)摻式染料進(jìn)行高分辨率熔解曲線(HRM)分析基因型HRM根據(jù)序列長度、GC含量和互補(bǔ)性分析樣品,
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