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實(shí)時(shí)熒光定量 PCR (RT-qPCR)原理及熒光技術(shù)方法
閱讀:64 發(fā)布時(shí)間:2024-10-14實(shí)時(shí)熒光定量 PCR (RT-qPCR) 是一種用于實(shí)時(shí)擴(kuò)增和檢測(cè)特定 DNA 或 RNA 序列的分子生物學(xué)技術(shù)。該方法利用熒光染料或探針,當(dāng)與擴(kuò)增的 DNA 或 RNA 分子結(jié)合時(shí)會(huì)發(fā)出信號(hào),從而可以對(duì)目標(biāo)序列進(jìn)行量化。RT-qPCR 通常用于基因表達(dá)分析、病毒載量定量和基因突變檢測(cè)等應(yīng)用。
RT-qPCR原理的三個(gè)主要步驟:
1 、反轉(zhuǎn)錄:
1)、使用逆轉(zhuǎn)錄酶和特定引物將RNA樣品反轉(zhuǎn)錄成cDNA。
2)、該步驟將RNA模板轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定且可擴(kuò)增的DNA形式。
3)、反轉(zhuǎn)錄過(guò)程中使用特定引物。
2 、PCR擴(kuò)增:
1)、使用特定引物對(duì)cDNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增,這些引物環(huán)繞目標(biāo)區(qū)域。
2)、PCR是一個(gè)循環(huán)過(guò)程,呈指數(shù)級(jí)擴(kuò)增DNA模板的數(shù)量。
3)、PCR反應(yīng)中包含熒光染料或探針,它們結(jié)合到擴(kuò)增的DNA序列上并發(fā)出熒光信號(hào)。
3、 熒光實(shí)時(shí)檢測(cè):
1)、使用實(shí)時(shí)PCR儀器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)熒光信號(hào)。
2)、熒光的數(shù)量與每個(gè)PCR循環(huán)中擴(kuò)增的DNA數(shù)量成比例。
3)、使用專(zhuān)業(yè)軟件分析數(shù)據(jù)以確定循環(huán)閾值(Ct)值,該值表示熒光信號(hào)達(dá)到特定閾值水平所需的循環(huán)數(shù)。Ct值用于計(jì)算原始樣品中存在的目標(biāo)DNA量,從而允許進(jìn)行基因表達(dá)或病毒載量等定量分析。
根據(jù)所使用的技術(shù)不同,實(shí)時(shí)熒光定量PCR可以分為:熒光探針和熒光染料兩種方法。
現(xiàn)將其原理簡(jiǎn)述如下:
1. TaqMan熒光探針
TaqMan探針?lè)ㄊ歉叨忍禺惖亩?/span>PCR技術(shù),其核心是利用Taq酶的3'→5'外切核酸酶活性,切斷探針,產(chǎn)生熒光信號(hào)。PCR擴(kuò)增時(shí)在加入一對(duì)引物的同時(shí)加入一個(gè)特異性的熒光探針,該探針為一寡核苷酸,兩端分別標(biāo)記一個(gè)報(bào)告熒光基團(tuán)和一個(gè)淬滅熒光基團(tuán)。探針完整時(shí),報(bào)告基團(tuán)發(fā)射的熒光信號(hào)被淬滅基團(tuán)吸收;PCR擴(kuò)增時(shí),Taq酶的3'→5'外切酶活性將探針酶切降解,使報(bào)告熒光基團(tuán)和淬滅熒光基團(tuán)分離,從而熒光監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可接收到熒光信號(hào),即每擴(kuò)增一條DNA鏈,就有一個(gè)熒光分子形成,實(shí)現(xiàn)了熒光信號(hào)的累積與PCR產(chǎn)物形成wan全同步。而新型TaqMan-MGB探針使該技術(shù)既可進(jìn)行基因定量分析,又可分析基因突變(SNP),有望成為基因診斷和個(gè)體化用藥分析的shou選技術(shù)平臺(tái)。
2. SYBR熒光染料
在PCR反應(yīng)體系中,加入過(guò)量SYBR熒光染料,SYBR熒光染料非特異性地?fù)饺?/span>DNA雙鏈后,發(fā)射熒光信號(hào),而不摻入鏈中的SYBR染料分子不會(huì)發(fā)射任何熒光信號(hào),從而保證熒光信號(hào)的增加與PCR產(chǎn)物的增加wan全同步。SYBR僅與雙鏈DNA進(jìn)行結(jié)合,因此可以通過(guò)溶解曲線,確定PCR反應(yīng)是否特異。SYBR熒光染料法定量PCR的基本過(guò)程是:
① 開(kāi)始反應(yīng),當(dāng)SYBR染料與DNA雙鏈結(jié)合時(shí)發(fā)出熒光;
② DNA變性時(shí),SYBR染料釋放出來(lái),熒光急劇減少;
③ 在聚合延伸過(guò)程中,引物退火并形成PCR引物;
④ 聚合完成后,SYBR染料與雙鏈產(chǎn)物結(jié)合,定量PCR系統(tǒng)檢測(cè)到熒光的凈增量加大。
實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)根據(jù)化學(xué)原理可以分為探針類(lèi)和非探針類(lèi)。探針類(lèi)實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 技術(shù)主要是利用與靶序列特異雜 交的探針來(lái)指示擴(kuò)增產(chǎn)物的增加;非探針類(lèi)實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 技 術(shù)主要通過(guò)熒光染料來(lái)指示產(chǎn)物的增加。無(wú)論是探針類(lèi)實(shí)時(shí)熒光 定量 PCR 技術(shù)還是非探針類(lèi)實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 技術(shù),檢測(cè)的都是 擴(kuò)增產(chǎn)物的增加量。但探針類(lèi)實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 技術(shù)增加了識(shí)別 探針的具體的流程,操作的難度較大。