上海信帆生物提供 PCR實(shí)驗(yàn)代測(cè),實(shí)時(shí)熒光定量PCR實(shí)驗(yàn)代測(cè),RT-PCR代測(cè)??蛻糁恍枰峁颖?,其他所有試劑都由本公司提供。一般7-10天出結(jié)果,提供原始數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)報(bào)告,實(shí)驗(yàn)室所用儀器型號(hào),圖片,動(dòng)力擴(kuò)增曲線等。代測(cè)費(fèi)用現(xiàn)在6.2折*,! Real -Time PCR,即實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PCR擴(kuò)增產(chǎn)物并進(jìn)行解析的方法,它是在PCR反應(yīng)體系中加入熒光物質(zhì),并通過Real -Time PCR檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)PCR反應(yīng)進(jìn)程中的熒光信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),zui終對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的方法。Real -Time PCR自1996年由美國Applied Biosystems公司推出以來,廣泛應(yīng)用于生物研究的各個(gè)領(lǐng)域。目前主要有SYBR Green 染料、Taqman探針法兩種。 PCR實(shí)驗(yàn)代測(cè),熒光定量PCR代測(cè)服主要儀器及耗材 旋渦振蕩器 :上海青浦瀘西儀器廠產(chǎn)品 手握式電動(dòng)勻漿機(jī):德國FLUKO 公司產(chǎn)品 低溫冷凍離心機(jī):Sigma(3K15)公司產(chǎn)品 Real-time檢測(cè)儀:ABI (ABI-7300)公司產(chǎn)品 超純水分離系統(tǒng):美國LABCONCO公司 離心管及10μL、200μL、1000μL槍頭等常規(guī)耗材均為國產(chǎn);RNA提取過程中所需的離心管、槍頭等耗材經(jīng)過0.1%的DEPC水浸泡過一夜,121℃滅菌30min,烘干后備用。 PCR實(shí)驗(yàn)代測(cè),熒光定量PCR代測(cè)服實(shí)驗(yàn)室試劑的操作 1)所用的所有溶液都應(yīng)該沒有核酸和(或)核酸酶(DNase和RNase)污染。 2)所有PCR試劑中使用的水都應(yīng)該是高質(zhì)量的-新鮮蒸餾的去離子水,用0.22μm過濾的,并且是高壓滅菌。 3)在20℃到25℃貯存的試劑建議加點(diǎn)像疊氮鈉一類的抗微生物劑,在擴(kuò)增試劑或樣品制備試劑中加入0.025%的疊氮鈉不抑制擴(kuò)增反應(yīng)。 4)所用試劑都應(yīng)該以大體積配制,實(shí)驗(yàn)一下看試劑是否滿意,然后分裝成僅夠一次使用的量進(jìn)行貯存。 5)所有試劑和樣品準(zhǔn)備過程中都要使用一次性滅菌的瓶子和管子。 6)新配制的試劑在用于準(zhǔn)備新的標(biāo)本之前應(yīng)該加以檢驗(yàn)。 7)樣品準(zhǔn)備和前PCR區(qū)所使用的移液管在不使用時(shí)都應(yīng)該小心保存。
本程序適用于自動(dòng)PCR操作,可適用于大多數(shù)情況,所用酶是不含核酸外切酶活性的熱穩(wěn)定聚合酶,如Taq聚合酶等。 引物(各50pmol) 0.2mmol/L dNTPs(必須使用高質(zhì)量的dNTPs,這一點(diǎn)非常重要。dNTPs經(jīng)反復(fù)化凍后會(huì)發(fā)生降解,因此應(yīng)分成小份保存。應(yīng)注意混合物中四種dNTP的量要相等) 模板DNA:約0.05~1mg基因組DNA或0.002~0.02mg質(zhì)粒DNA Taq DNA聚合酶(Perkin Elmer, Norwalk, Connecticut) 10×PCR緩沖液(500mmol/L KCl,15mmol /L MgCl 2 ,100mmol/L Tris ·HCl,pH 8.3) 礦物油 電泳所需試劑 【儀器設(shè)備】 PCR擴(kuò)增儀 電泳裝置 微量離心機(jī) 微量移液器(1~20ml和20~200ml) 0.5ml Eppendorf 管 紫外線觀察裝置及照相設(shè)備
操作程序 1.在無菌的Eppendorf管內(nèi)加入以下反應(yīng)物: 2.93℃ 反應(yīng)2 min后開始以下循環(huán): 93℃變性反應(yīng)1 min; 50℃退火反應(yīng)1 min; 72℃延伸反應(yīng)3 min。 經(jīng)過17~35循環(huán)后,zui后一個(gè)循環(huán)72℃增加5 min。循環(huán)結(jié)束后反應(yīng)產(chǎn)物置于40℃保存。 3.取1~5ml反應(yīng)產(chǎn)物走凝膠電泳,經(jīng)溴化乙錠染色檢測(cè)擴(kuò)增的情況。 應(yīng)注意的問題及其解決方法 1.PCR反應(yīng)條件的優(yōu)化 要優(yōu)化特定的PCR反應(yīng),有必要試用不同的反應(yīng)組分和循環(huán)參數(shù)。表2-1列出了添加或改變某一試劑濃度對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響,從中大家可以得到一些線索以改進(jìn)反應(yīng)條件,提高PCR產(chǎn)量和/或特異性,一般情況下,只須改變一兩個(gè)參數(shù)就行了,如pH值和MgCl2濃度。表2-2給出了循環(huán)參數(shù)對(duì)PCR結(jié)果的影響。 表2-1 PCR各反應(yīng)組分濃度對(duì)產(chǎn)物特異性和產(chǎn)量的影響 反應(yīng)組分 | 提高產(chǎn)量 | 提高特異性 | 模板濃度 | 增加 | 減少 | 引物濃度 | 高至75 pmol | 低至15 pmol | 引物長度 | - | 增加 | dNTPs | 各1 mmol/L | 各20 mmol/L | Tris-HCl (10 mmol/L pH8) | pH高至10* | pH高至10* | MgCl2 | 高至4 mmol/L | 1.5 mmol/L | DMSO | - | 10%** | 甘油 | - | 2% | 甲酰胺 | - | 5% | Taq DNA聚合酶*** | 高至5U | 0.5U |
* 效果可能不可預(yù)測(cè) ** 添加10% DMSO時(shí),Taq DNA聚合酶的活性會(huì)被抑制47%,因此反應(yīng)加大Taq DNA聚合酶的用量(即5U)予以補(bǔ)償 *** Perkin Elmer, Norwalk, Connecticut 表2-2 可改變以提高PCR產(chǎn)物的特異性和/或產(chǎn)量的循環(huán)參數(shù)
反應(yīng)條件 | 提高產(chǎn)量 | 提高特異性 | 循環(huán)數(shù) | zui多35個(gè) | 減至25個(gè) | 變性* | 增至1 min | - | 引物退火** | 降至45℃ | 升至72℃ | 引物延伸*** | 在后期循環(huán)中延長 | 維持30s |
* 使用基因組DNA作模板時(shí),開始幾個(gè)循環(huán)變性應(yīng)于97℃進(jìn)行 ** 假定Tm值為60℃ *** 延伸時(shí)間依產(chǎn)物大小而定:1000bp的產(chǎn)物延伸30s即可,產(chǎn)物更長時(shí),按每1000 bp延伸0.5 min計(jì),在后期循環(huán)中增加延伸時(shí)間可以提高擴(kuò)增效率 2.引物的設(shè)計(jì) 毫無疑問,引物的堿基組成,長度及其靶序列的同源性是決定PCR成敗的首要因素,選擇設(shè)計(jì)引物在一定程度上仍然要靠經(jīng)驗(yàn),對(duì)于某一對(duì)引物而言尚無通用的規(guī)則可嚴(yán),但應(yīng)遵守以下原則: (1)一般性原則: ①長度:15~30bp,其有效長度 [Ln=2 (G+C)+(A+T)] 一般不大于38,否則PCR的zui適延伸溫度會(huì)超過Taq酶的*作用溫度(74℃),從而降低產(chǎn)物的特異性。 ②G+C含量:應(yīng)在45%~55%之間,PCR擴(kuò)增中的復(fù)性溫度一般是較低Tm值引物的Tm值減去5~10度。引物長度小于20時(shí),其Tm值等于4×(G+C)+2×(A+T)。 ③ 堿基分布的隨機(jī)性:應(yīng)避免連續(xù)出現(xiàn)4個(gè)以上的單一堿基。尤其是不應(yīng)在其3’端出現(xiàn)3個(gè)的連續(xù)的G或C,否則會(huì)使引物在G+C富集序列區(qū)錯(cuò)誤引發(fā)。 ④ 引物自身:不能含有自身互補(bǔ)序列,否則會(huì)形成發(fā)夾樣二級(jí)結(jié)構(gòu)。 ⑤引物之間:兩個(gè)引物之間不應(yīng)有多于4個(gè)的互補(bǔ)或同源堿基,不然會(huì)形成引物二聚體,尤應(yīng)避免3’端的互補(bǔ)重疊。 ⑥特異性:與非特異擴(kuò)增序列的同源性應(yīng)小于70%,或少于連續(xù)8個(gè)的互補(bǔ)堿基。 (2)引物的3’端: 引物的3’端很大程度上影響Taq酶的延伸效應(yīng),除特殊情況(AS-PCR)外,3’端不應(yīng)發(fā)生錯(cuò)配。S. Kwok等發(fā)現(xiàn),引物的3’端發(fā)生錯(cuò)配時(shí),A:A使產(chǎn)量下降至1/20,A:G或C:C下降至1/100。當(dāng)末位堿基是T時(shí),即使錯(cuò)配也能引發(fā)鏈的合成,而為A時(shí)錯(cuò)配的引發(fā)效率zui低,G、C居間。 因此,引物的3’端堿基選用A、G、C,而盡可能地避免選用T,尤應(yīng)避免連續(xù)出現(xiàn)2個(gè)以上的T。 此外,如果擴(kuò)增編碼區(qū)域,引物的3’端不要終止于密碼子的第3位,因此處易發(fā)生簡(jiǎn)并,從而影響擴(kuò)增特異性。 (3)避開引物的二級(jí)結(jié)構(gòu)區(qū): 某些引物無效的原因是引物重復(fù)區(qū)二級(jí)結(jié)構(gòu)的影響,因此選擇擴(kuò)增片段時(shí)應(yīng)注意避開二級(jí)結(jié)構(gòu)區(qū),有些計(jì)算機(jī)軟件可幫助確定該區(qū)域,如不能避開,則可用7- deaza-2’-脫氧GTP取代dGTP,有助于PCR成功。 目前在引物選擇中已廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件,從EMBL或Genebank中查找有關(guān)基因序列,并依據(jù)上述原則對(duì)所選用引物進(jìn)行評(píng)價(jià)。 3.出現(xiàn)異常結(jié)果時(shí)的解決思路 在做PCR反應(yīng)的過程中,由于其酶促反應(yīng)的本質(zhì),影響zui終結(jié)果的因素較多,所以出現(xiàn)一些非預(yù)料的結(jié)果是可以理解的。下面簡(jiǎn)單地總結(jié)一下在PCR反應(yīng)結(jié)果出現(xiàn)異常時(shí)我們應(yīng)該采取的措施。 (1)電泳檢查沒有 PCR產(chǎn)物 a.需檢查一下Taq DNA聚合酶是否失活,或是活性太低,還需查一下在加樣過程中是否向體系中加過Taq DNA聚合酶; b.需檢查一下所使用的引物,看其序列設(shè)計(jì)是否正確,是否堿基組成不平衡; c.需要檢查一下PCR反應(yīng)過程中模板是否變性充分,尤其在前幾個(gè)循環(huán)中是否變性充分;可以適當(dāng)?shù)靥岣吣0遄冃缘臏囟然蚴沁m當(dāng)延長變性的時(shí)間; d.需檢查一下在PCR反應(yīng)體系中是否有Taq DNA聚合酶的抑制劑,如SDS污染等等; e.需檢查一下模板中是否有蛋白酶和核酸酶的污染,可以預(yù)先加熱使之失活。 (2)電泳檢查出現(xiàn)引物二聚體區(qū)帶 a.需檢查一下兩個(gè)引物的3’端是否互補(bǔ),或者是否有相類似的回文結(jié)構(gòu); b.需檢查一下使用的引物是否太短,可以予以適當(dāng)?shù)难娱L; c.需檢查模板的用量,模板以10-4個(gè)拷貝為*,模板太少會(huì)造成引物相對(duì)過量; d.適當(dāng)?shù)亟档鸵锏臐舛龋餄舛冗^高是出現(xiàn)引物二聚體的zui主要原因; e.循環(huán)次數(shù)太多也易形成引物二聚體,可以適當(dāng)?shù)販p少循環(huán)數(shù); f.可以將復(fù)性溫度提高一些以減少引物二聚體形成。 (3)電泳檢測(cè)PCR產(chǎn)物呈片狀(smear) a.需檢查一下Taq DNA聚合酶的用量,適當(dāng)?shù)販p少Taq酶的量有助于特異性條帶擴(kuò)增; b.可以提高反應(yīng)的退火溫度,或者直接采用兩個(gè)溫度的PCR(68℃退火和延伸,94℃模板變性); c.適當(dāng)?shù)亟档蚆g 2+ 的濃度也可起到降低非特異性擴(kuò)增可能性的作用; d.適當(dāng)?shù)販p少反應(yīng)退火的時(shí)間和延伸的時(shí)間; e.適當(dāng)?shù)販p少循環(huán)次數(shù)也會(huì)有效果; f.可以嘗試使用巢式引物PCR(nested primer PCR)。 (4)電泳檢測(cè)PCR產(chǎn)物出現(xiàn)其它非特異性條帶 a.需檢查一下引物的3’端是否有連續(xù)排列的G或C; b.可以適當(dāng)?shù)靥岣咄嘶饻囟然蛑苯硬捎脙刹綔囟萈CR方法進(jìn)行擴(kuò)增; c.可以降低Taq DNA聚合酶的用量,同時(shí)也降低引物的濃度; d.可以適當(dāng)?shù)販p少退火所用的時(shí)間以及延伸反應(yīng)的時(shí)間; e.可以適當(dāng)?shù)卦黾踊驕p少一些Mg 2+ 濃度。 4.假陽性 實(shí)驗(yàn)中設(shè)立的陰性對(duì)照可提示有無假陽性結(jié)果出現(xiàn)。如果一次實(shí)驗(yàn)中的幾個(gè)陰性對(duì)照中出現(xiàn)一個(gè)或幾個(gè)陽性結(jié)果,提示本次實(shí)驗(yàn)中其它標(biāo)本的檢測(cè)結(jié)果可能有假陽性。造成假陽性的原因包括樣品污染、擴(kuò)增試劑污染、擴(kuò)增產(chǎn)物交叉污染等。常見的污染來源包括實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、加樣器、操作中形成的噴霧、DNA抽提儀器、試劑及任何與擴(kuò)增產(chǎn)物接觸的東西。 預(yù)防各種污染的措施主要有:(1)工作區(qū)隔離。(2)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作,如在加樣過程中避免試劑飛濺、吸頭離心管使用前高壓處理、試劑分裝成小份一次使用后棄去等。(3)操作程序合理化,如后加陽性對(duì)照等。 交叉污染的處理方法包括:(1)在DNA模板和多聚酶加入前,紫外線照射反應(yīng)管內(nèi)容物以破壞污染的PCR產(chǎn)物。一般選用波長254nm照射30min(Nature, 1990, 34:27)。(2)PCR實(shí)驗(yàn)中使用dUTP,而不用dTTP。在擴(kuò)增前使用UraciⅠN-glycosylase(尿嘧啶糖基化酶)處理可降解交叉污染的PCR產(chǎn)物,而不降解基因組DNA模板,然后熱滅活此酶,再進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng)(Gene, 1990, 93: 125)。美國PE公司提供此類試劑盒(PCR carry-over preventionkit)。(3)在PCR反應(yīng)前加入一種光化學(xué)試劑,反應(yīng)完成后激活該試劑,光化學(xué)試劑可交聯(lián) DNA鏈,使之不能再擴(kuò)增(Nucleic Acids Res, 1991, 19: 99)。 2.2.2.5 PCR技術(shù)在分子生藥學(xué)中的應(yīng)用 對(duì)于生藥學(xué)家來說,PCR技術(shù)已稱為他們研究生藥的一種嶄新而有力的工具。PCR技術(shù)在生藥學(xué)中的應(yīng)用主要有兩方面:①擴(kuò)增和直接測(cè)序或者對(duì)屬性特異的DNA序列定性以用于系統(tǒng)發(fā)育或親緣關(guān)系的分析,也可用于鑒定品種;②通過簡(jiǎn)單純化從復(fù)雜生物樣品的混合物中鑒定病原體和土壤微生物,用于藥用植物的基因工程。
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