Ⅰ pcr實驗詳細步驟是怎麼樣的
1、模板的取材主要依據PCR的壙增對象,可以是病原體標本如病毒、也可以是病理生理標本如細胞等。
2、標本處理的基本要求是除去雜質,並部分純化標本中的核酸。多數樣品霓要經過SDS和蛋白 酶K處理。難以破碎的細菌,可用溶菌酶加EDTA處理。
3、引物最好在模板cDNA的保守區內設計,引物長度一般在15~30鹼基之間,引物長度常用的是18~27 bp,但不應大於38,因為過長會導致其延伸溫度大於74℃,不適於Taq DNA 聚合酶進行反應
4、引物GC含量在40%~60%之間,Tm值最好接近72℃,GC含量過高或過低都不利於引發反應。上下游引物的Tm值是寡核苷酸的解鏈溫度,即在一定鹽濃度條件下,50%寡核苷酸雙鏈解鏈的溫度
5、引物3』端要避開密碼子的第3位,引物3′端不要終止於密碼子的第3位,引物3′端不能選擇A,最好選擇T,引物3′端錯配時,不同鹼基引發效率存在著很大的差異。
(1)基因檢測pcr方法擴展閱讀:
PCR能快速特異擴增任何已知目的基因或DNA片段,並能輕易在皮克(pg)水平起始DNA混合物中的目的基因擴增達到納克、微克、毫克級的特異性DNA片段。因此,PCR技術一經問世就被迅速而廣泛地用於分子生物學的各個領域。
通過DNA基因追蹤系統,能迅速掌握患者體內的病毒含量,其精確度高達納米級別,精確檢測乙肝病毒在患者體內存在的數量、是否復制、是否傳染、傳染性有多強、是否必要服葯、肝功能有否異常改變。
能及時判斷病人最適合使用哪類抗病毒葯物、判斷葯物療效如何、給臨床治療提供了可靠的檢驗依據。
重復循環變性--退火--延伸三過程,就可獲得更多的「半保留復制鏈」,而且這種新鏈又可成為下次循環的模板。
Ⅱ 如何用PCR方法檢測基因的多樣性
使用隨機引物,可以檢測。
即
rapd
(隨機擴怎多態性)
rapd是建立在pcr
(polymerase
chain
reaction)基礎之上的一種可對整個未知序列的基因組進行多態性分析的分子技術。其以基因組dna為模板,
以單個人工合成的隨機多態核苷酸序列(
通常為10
個鹼基對)
為引物,在熱穩定的dna
聚合酶(
taq
酶)
作用下,進行pcr
擴增。擴增產物經瓊脂糖或聚丙烯醯胺電泳分離、溴化乙錠染色後,在紫外透視儀上檢測多態性。
基因是遺傳的基本單元,攜帶有遺傳信息的DNA或RNA序列,通過復制,把遺傳信息傳遞給下一代,指導蛋白質的合成來表達自己所攜帶的遺傳信息,從而控制生物個體的性狀表達。基因檢測是通過血液、其他體液、或細胞對DNA進行檢測的技術,是取被檢測者外周靜脈血或其他組織細胞,擴增其基因信息後,通過特定設備對被檢測者細胞中的DNA分子信息作檢測,分析它所含有的基因類型和基因缺陷及其表達功能是否正常的一種方法,從而使人們能了解自己的基因信息,明確病因或預知身體患某種疾病的風險。
基因檢測可以診斷疾病,也可以用於疾病風險的預測。疾病診斷是用基因檢測技術檢測引起遺傳性疾病的突變基因。應用最廣泛的基因檢測是新生兒遺傳性疾病的檢測、遺傳疾病的診斷和某些常見病的輔助診斷。
一般有三種基因檢測方法:生化檢測、染色體分析和DNA分析。
1.生化檢測
生化檢測是通過化學手段,檢測血液、尿液、羊水或羊膜細胞樣本,檢查相關蛋白質或物質是否存在,確定是否存在基因缺陷。用於診斷某種基因缺陷,這種缺陷是因某種維持身體正常功能的蛋白質不均衡導致的,通常是檢測測試蛋白質含量。還可用於診斷苯丙酮尿症等。
2.染色體分析
染色體分析直接檢測染色體數目及結構的異常,而不是檢查某條染色體上某個基因的突變或異常。通常用來診斷胎兒的異常。
常見的染色體異常是多一條染色體,檢測用的細胞來自血液樣本,若是胎兒,則通過羊膜穿刺或絨毛膜絨毛取樣獲得細胞。將之染色,讓染色體凸顯出來,然後用高倍顯微鏡觀察是否有異常。
3.DNA分析
DNA分析主要用於識別單個基因異常引發的遺傳性疾病,如亨廷頓病等。DNA分析的細胞來自血液或胎兒細胞。
基因檢測可以分為以下五類:
1.基因篩檢
主要是針對特定團體或全體人群進行檢測。大多數通過產前或新生兒的基因檢測以達到篩檢的目的。
2.生殖性基因檢測
在進行體外人工授精階段可運用,篩檢出胚胎是否帶有基因變異,避免胎兒患有遺傳性疾病。
3.診斷性檢測
多數用來協助臨床用葯指導。
4.基因攜帶檢測
基因攜帶者如果與某些特殊基因相結合,可能會導致下一代患基因疾病,通過基因攜帶者的檢測可篩檢出此種可能,作為基因攜帶者婚前檢查、生育時的參考。
5.症狀出現前的檢測
檢測目的是了解健康良好者是否帶有某種突變基因,而此基因與特定疾病的發生有密切的聯系。
臨床意義
1.用於疾病的診斷
如對結核桿菌感染的診斷,以前主要依靠痰、糞便或血液培養,整個檢驗流程需要在兩周以上,採用基因診斷的方法,不僅敏感性大大提高,而且在短時間內就能得到結果。
2.了解自身是否有家族性疾病的致病基因,預測患病風險
資料證實10%~15%的癌症與遺傳有關,糖尿病、心腦血管疾病等多種疾病都與遺傳因素有關。如具有癌症或多基因遺傳病(如老年痴呆、高血壓、糖尿病等)的人可找出致病的遺傳基因,就能夠有針對性地調整生活方式,預防或者延緩疾病的發生。
3.正確選擇葯物,避免濫用葯物和葯物不良反應
由於個體遺傳基因上的差異,不同的人對外來物質產生的反應也會有所不同,因此部分患者使用正常劑量的葯物時,可能會出現葯物過敏、紅腫發疹的現象。根據基因檢測的結果,可制定特定的治療方案,從而科學地指導使用葯物,避免葯物毒副反應。
Ⅳ 簡述PCR技術操作步驟
PCR即聚合酶鏈式反應(Polymerase chain reaction)的縮寫,它是體外酶促合成特異DNA片段的方法。這一方法的要點是合成兩個分別互補於待擴增DNA片段兩端的小片段引物,在含有引物、待擴增DNA模板核苷酸底物和DNA多聚酶的反應體系中DNA復制反復進行,在短時間內可以取得大量擴增產物。其原理是寡聚核苷酸鏈引物在DNA聚合酶的作用下沿模板延伸,合成兩個與靶DNA兩側序列互補的引物,在體外進行靶DNA的重復合成。
主要的技術步驟是:
(1)DNA變性 加熱使靶DNA序列雙鏈解離成單鏈DNA。
(2)引物與靶DNA退火 適當降低溫度,使兩個引物分別結合成靶DNA兩條的3′末端向5′末端延伸。
(3)引物延伸 在DNA聚合酶的催化下,引物沿著靶DNA3′末端向5′末端延伸。新合成的DNA鏈在變性解離後,又可作為模板與引物雜交,並且在DNA聚合酶的催化下,引導合成新的靶DNA鏈。如此反復進行以上3個步驟,即可使靶DNA片段指數性擴增。
Ⅳ PCR方法
聚合酶鏈式反應,簡稱PCR,是一種分子生物學技術,用於放大特定的DNA片段。可看作生物體外的特殊DNA復制。
原理是DNA的半保留復制以及可以通過溫度變化控制DNA的變性和復性。
參加PCR反應的物質主要有五種:
引物(PCR引物為DNA片段,細胞內DNA復制的引物為一段RNA鏈)、酶、Taq DNA聚合酶、模板和緩沖液(其中需要Mg2+)。
標準的PCR過程分為三步:
1.DNA變性
(90℃-96℃):雙鏈DNA模板在熱作用下, 氫鍵斷裂,形成單鏈DNA
2.退火
(25℃-65℃):系統溫度降低,引物與DNA模板結合,形成局部雙鏈。
3.延伸
(70℃-75℃):在Taq酶(在72℃左右,活性最佳)的作用下,以dNTP為原料,從引物的5′端→3′端延伸,合成與模板互補的DNA鏈。
每一循環經過變性、退火和延伸,DNA含量即增加一倍。如圖所示:
現在有些PCR因為擴增區很短,即使Taq酶活性不是最佳也能在很短的時間內復制完成,因此可以改為兩步法,即退火和延伸同時在60℃-65℃間進行,以減少一次升降溫過程,提高了反應速度。
原理就是鹼基互補原則
步驟
模板DNA的變性:模板DNA經加熱至94℃左右一定時 聚合酶鏈式反應
間後,使模板DNA雙鏈或經PCR擴增形成的雙鏈DNA解離,使之成為單鏈,以便它與引物結合,為下輪反應作準備;②模板DNA與引物的退火(復性):模板DNA經加熱變性成單鏈後,溫度降至40~60℃左右,引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結合;③引物的延伸:DNA模板--引物結合物在DNA聚合酶的作用下,於72℃左右,以dNTP為反應原料,靶序列為模板,按鹼基配對與半保留復制原理,合成一條新的與模板DNA鏈互補的半保留復制鏈重復循環變性--退火--延伸三過程,就可獲得更多的「半保留復制鏈」,而且這種新鏈又可成為下次循環的模板。每完成一個循環需2~4分鍾,2~3小時就能將待擴目的基因擴增放大幾百萬倍。
Ⅶ pcr的技術的主要步驟及pcr引物設計的一般原則有哪些
PCR的技術的主要步驟及PCR引物設計的一般原則分述如下:
PCR的技術的主要步驟:
1、DNA變性:(90℃-96℃):雙鏈DNA模板在熱作用下,氫鍵斷裂,形成單鏈DNA。
2、退火:(60℃-65℃):系統溫度降低,引物與DNA模板結合,形成局部雙鏈。
3、延伸:(70℃-75℃):在Taq酶(在72℃左右,活性最佳)的作用下,以dNTP為原料,從引物的3′端開始以從5′→3′端的方向延伸,合成與模板互補的DNA鏈。
每一循環經過變性、退火和延伸,DNA含量即增加一倍。現在有些PCR因為擴增區很短,即使Taq酶活性不是最佳也能在很短的時間內復制完成,因此可以改為兩步法,即退火和延伸同時在60℃-65℃間進行,以減少一次升降溫過程,提高了反應速度。
2、引物設計的基本原則
1、引物長度:15-30bp,常用為20bp左右。
2、引物鹼基:G+C含量以40-60%為宜,G+C太少擴增效果不佳,G+C 過多易出現非特異條帶。ATGC最好隨機分布,避免5個以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列參照。
3、引物內部不應出現互補序列。
4、兩個引物之間不應存在互補序列,尤其是避免3 ′端的互補重疊。
5、引物與非特異擴增區的序列的同源性不要超過70%,引物3′末端連續8個鹼基在待擴增區以外不能有完全互補序列,否則易導致非特異性擴增。
6、引物3『端的鹼基,特別是最末及倒數第二個鹼基,應嚴格要求配對,最佳選擇是G和C。
7、引物的5 ′端可以修飾。如附加限制酶位點,引入突變位點,用生物素、熒光物質、地高辛標記,加入其它短序列,包括起始密碼子、終止密碼子等。
(7)基因檢測pcr方法擴展閱讀
PCR技術的基本原理 類似於DNA的 天然復制過程,其特異性依賴於與靶序列兩端互補的寡核苷酸引物。
PCR是一種體外DNA 擴增技術,是在模板DNA、引物和4種脫氧核苷酸存在的條件下,依賴於DNA聚合酶的酶促合反應,將待擴增的DNA片段與其兩側互補的寡核苷酸鏈引物經「高溫變性——低溫退火——引物延伸」三步反應的多次循環,使DNA片段在數量上呈指數增加,從而在短時間內獲得我們所需的大量的特定基因片段。
在環境檢測中,靶核酸序列往往存在於—個復雜的混合物如細胞提取液中,且含量很低,對於探測這種復雜群體中的特異微生物或某個基因,雜交就顯得不敏感。使用PCR技術可將靶序列放大幾個數量級,再用探針雜交探測對被擴增序列作定性或定量研究分析微生物群體結構。PCR技術常與其他技術結合起來使用, 如RT-PCR、競爭PCR、巢式PCR、RAPf)、ARDRA等。
第一代PCR就是常見的定性PCR技術,它採用普通PCR儀來對靶基因進行擴增,採用瓊脂糖凝膠電泳來對產物進行分析。第二代PCR就是熒光定量PCR技術(Real-Time PCR,qPCR),它通過在反應體系中加入能指示反應進程的熒光試劑來實時監測擴增產物的積累,藉助熒光曲線的Cq值來定量起始靶基因的濃度。
第三代PCR技術--數字PCR(Digital PCR,dPCR,Dig-PCR),是一種全新的對核酸進行檢測和定量的方法。它採用直接計數目標分子而不再依賴任何校準物或外標,即可確定低至單拷貝的待檢靶分子的絕對數目。
PCR晶元技術PCR儀器發展的趨勢之一變得更加微型化,PCR晶元就是在這種趨勢下誕生的。PCR晶元就是在微型的載體上進行PCR反應,是微型化的PCR儀。晶元PCR不僅節省了大量反應試劑因此降低了實驗成本,還有助於提高反應速度。
Ⅷ 什麼是PCR檢測他的原理是什麼需要什麼材料
聚合酶鏈反應(Polymerase Chain Reaction ,PCR)是80年代中期發展起來的體外核酸擴增技術。它具有特異、敏感、產率高、快速、簡便、重復性好、易自動化等突出優點;能在一個試管內將所要研究 的目的基因或某一DNA片段於數小時內擴增至十萬乃至百萬倍,使肉眼能直接觀察和判斷;可從一根毛發、一滴血、甚至一個細胞中擴增出足量的DNA供分析研 究和檢測鑒定。過去幾天幾星期才能做到的事情,用PCR幾小時便可完成。PCR技術是生物醫學領域中的一項革命性創舉和里程碑。
PCR技術簡史
PCR的最早設想 核酸研究已有100多年的歷史,本世紀60年代末、70年代初人們致力於研究基因的體外分離技術,Korana於1971年最早提出核酸體外擴增的設想:「經過DNA變性,與合適的引物雜交,用DNA聚合酶延伸引物,並不斷重復該過程便可克隆tRNA基因」。
PCR的實現 1985年美國PE-Cetus公司人類遺傳研究室的Mullis等發明了具有劃時代意義的聚合酶鏈反應。其原理類似於DNA的體內復制,只是在試管中給 DNA的體外合成提供以致一種合適的條件---摸板DNA,寡核苷酸引物,DNA聚合酶,合適的緩沖體系,DNA變性、復性及延伸的溫度與時間。
PCR的改進與完善 Mullis最初使用的DNA聚合酶是大腸桿菌DNA聚合酶I的 Klenow片段,其缺點是:①Klenow酶不耐高溫,90℃會變性失活,每次循環都要重新加。②引物鏈延伸反應在37℃下進行,容易發生模板和引物之 間的鹼基錯配,其PCR產物特異性較差,合成的DNA片段不均一。此種以Klenow酶催化的PCR技術雖較傳統的基因擴增具備許多突出的優點,但由於 Klenow酶不耐熱,在DNA模板進行熱變性時,會導致此酶鈍化,每加入一次酶只能完成一個擴增反應周期,給PCR技術操作程序添了不少困難。這使得 PCR技術在一段時間內沒能引起生物醫學界的足夠重視。1988年初,Keohanog改用T4 DNA聚合酶進行PCR,其擴增的DNA片段很均一,真實性也較高,只有所期望的一種DNA片段。但每循環一次,仍需加入新酶。1988年Saiki 等從溫泉中分離的一株水生嗜熱桿菌(thermus aquaticus) 中提取到一種耐熱DNA聚合酶。此酶具有以下特點:①耐高溫,在70℃下反應2h後其殘留活性大於原來的90%,在93℃下反應2h後其殘留活性是原來的 60%,在95℃下反應2h後其殘留活性是原來的40%。②在熱變性時不會被鈍化,不必在每次擴增反應後再加新酶。③大大提高了擴增片段特異性和擴增效 率,增加了擴增長度(2.0Kb)。由於提高了擴增的特異性和效率,因而其靈敏性也大大提高。為與大腸桿菌多聚酶I Klenow片段區別,將此酶命名為Taq DNA多聚酶(Taq DNA Polymerase)。此酶的發現使PCR廣泛的被應用。
PCR技術基本原理
PCR技術的基本原理 類似於DNA的 天然復制過程,其特異性依賴於與靶序列兩端互補的寡核苷酸引物。PCR由變性--退火--延伸三個基本反應步驟構成:①模板DNA的變性:模板DNA經加 熱至93℃左右一定時間後,使模板DNA雙鏈或經PCR擴增形成的雙鏈DNA解離,使之成為單鏈,以便它與引物結合,為下輪反應作準備;②模板DNA與引 物的退火(復性):模板DNA經加熱變性成單鏈後,溫度降至55℃左右,引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結合;③引物的延伸:DNA模板--引物結合 物在TaqDNA聚合酶的作用下,以dNTP為反應原料,靶序列為模板,按鹼基配對與半保留復制原理,合成一條新的與模板DNA 鏈互補的半保留復制鏈重復循環變性--退火--延伸三過程,就可獲得更多的「半保留復制鏈」,而且這種新鏈又可成為下次循環的模板。每完成一個循環需 2~4分鍾,2~3小時就能將待擴目的基因擴增放大幾百萬倍。到達平台期(Plateau)所需循環次數取決於樣品中模板的拷貝。
PCR的反應動力學 PCR的三個反應步驟反復進行,使DNA擴增量呈指數上升。反應最終的DNA 擴增量可用Y=(1+X)n計算。Y代表DNA片段擴增後的拷貝數,X表示平(Y)均每次的擴增效率,n代表循環次數。平均擴增效率的理論值為100%, 但在實際反應中平均效率達不到理論值。反應初期,靶序列DNA片段的增加呈指數形式,隨著PCR產物的逐漸積累,被擴增的DNA片段不再呈指數增加,而進 入線性增長期或靜止期,即出現「停滯效應」,這種效應稱平台期數、PCR擴增效率及DNA聚合酶PCR的種類和活性及非特異性產物的竟爭等因素。大多數情 況下,平台期的到來是不可避免的。
PCR擴增產物 可分為長產物片段和短產物片段兩部分。短產物片段的長度嚴格地限定在兩個引物鏈5』端之間,是需要擴增的特定片段。短產物片段和長產物片段是由於引物所 結合的模板不一樣而形成的,以一個原始模板為例,在第一個反應周期中,以兩條互補的DNA為模板,引物是從3』端開始延伸,其5』端是固定的,3』端則沒 有固定的止點,長短不一,這就是「長產物片段」。進入第二周期後,引物除與原始模板結合外,還要同新合成的鏈(即「長產物片段」)結合。引物在與新鏈結合 時,由於新鏈模板的5』端序列是固定的,這就等於這次延伸的片段3』端被固定了止點,保證了新片段的起點和止點都限定於引物擴增序列以內、形成長短一致的 「短產物片段」。不難看出「短產物片段」是按指數倍數增加,而「長產物片段」則以算術倍數增加,幾乎可以忽略不計, 這使得PCR的反應產物不需要再純化,就能保證足夠純DNA片段供分析與檢測用。
PCR反應體系與反應條件
標準的PCR反應體系:
10×擴增緩沖液 10ul
4種dNTP混合物 各200umol/L
引物 各10~100pmol
模板DNA 0.1~2ug
Taq DNA聚合酶 2.5u
Mg2+ 1.5mmol/L
加雙或三蒸水至 100ul
PCR反應五要素: 參加PCR反應的物質主要有五種即引物、酶、dNTP、模板和Mg2+
引物: 引物是PCR特異性反應的關鍵,PCR 產物的特異性取決於引物與模板DNA互補的程度。理論上,只要知道任何一段模板DNA序列,就能按其設計互補的寡核苷酸鏈做引物,利用PCR就可將模板DNA在體外大量擴增。
設計引物應遵循以下原則:
①引物長度: 15-30bp,常用為20bp左右。
②引物擴增跨度: 以200-500bp為宜,特定條件下可擴增長至10kb的片段。
③引物鹼基:G+C含量以40-60%為宜,G+C太少擴增效果不佳,G+C過多易出現非特異條帶。ATGC最好隨機分布,避免5個以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。
④避免引物內部出現二級結構,避免兩條引物間互補,特別是3』端的互補,否則會形成引物二聚體,產生非特異的擴增條帶。
⑤引物3』端的鹼基,特別是最末及倒數第二個鹼基,應嚴格要求配對,以避免因末端鹼基不配對而導致PCR失敗。
⑥引物中有或能加上合適的酶切位點,被擴增的靶序列最好有適宜的酶切位點,這對酶切分析或分子克隆很有好處。
⑦引物的特異性:引物應與核酸序列資料庫的其它序列無明顯同源性。
引物量: 每條引物的濃度0.1~1umol或10~100pmol,以最低引物量產生所需要的結果為好,引物濃度偏高會引起錯配和非特異性擴增,且可增加引物之間形成二聚體的機會。
酶及其濃度 目前有兩種Taq DNA聚合酶供應, 一種是從棲熱水生桿菌中提純的天然酶,另一種為大腸菌合成的基因工程酶。催化一典型的PCR反應約需酶量2.5U(指總反應體積為100ul時),濃度過高可引起非特異性擴增,濃度過低則合成產物量減少。
dNTP的質量與濃度 dNTP的質量與濃度和PCR擴增效率有密切關系,dNTP粉呈顆粒狀,如保存不當易變性失去生物學活性。dNTP溶液呈酸性,使用時應配成高濃度後,以1M NaOH或1M Tris。HCL的緩沖液將其PH調節到7.0~7.5,小量分裝, -20℃冰凍保存。多次凍融會使dNTP降解。在PCR反應中,dNTP應為50~200umol/L,尤其是注意4種dNTP的濃度要相等( 等摩爾配製),如其中任何一種濃度不同於其它幾種時(偏高或偏低),就會引起錯配。濃度過低又會降低PCR產物的產量。dNTP能與Mg2+結合,使游離的Mg2+濃度降低。
模板(靶基因)核酸 模板核酸的量與純化程度,是PCR成敗與否的關鍵環節之一,傳統的DNA純化方法通常採用SDS和蛋白酶K來消化處理標本。 SDS的主要功能是: 溶解細胞膜上的脂類與蛋白質,因而溶解膜蛋白而破壞細胞膜,並解離細胞中的核蛋白,SDS 還能與蛋白質結合而沉澱;蛋白酶K能水解消化蛋白質,特別是與DNA結合的組蛋白,再用有機溶劑酚與氯仿抽提掉蛋白質和其它細胞組份,用乙醇或異丙醇沉澱 核酸。提取的核酸即可作為模板用於PCR反應。一般臨床檢測標本,可採用快速簡便的方法溶解細胞,裂解病原體,消化除去染色體的蛋白質使靶基因游離,直接 用於PCR擴增。RNA模板提取一般採用異硫氰酸胍或蛋白酶K法,要防止RNase降解RNA。
Mg2+濃度 Mg2+對PCR擴增的特異性和產量有顯著的影響,在一般的PCR反應中,各種dNTP濃度為200umol/L時,Mg2+濃度為1.5~2.0mmol/L為宜。Mg2+濃度過高,反應特異性降低,出現非特異擴增,濃度過低會降低Taq DNA聚合酶的活性,使反應產物減少。
PCR反應條件的選擇
PCR反應條件為溫度、時間和循環次數。
溫度與時間的設置: 基於PCR原理三步驟而設置變性-退火-延伸三個溫度點。在標准反應中採用三溫度點法,雙鏈DNA在90~95℃變性,再迅速冷卻至40 ~60℃,引物退火並結合到靶序列上,然後快速升溫至70~75℃,在Taq DNA 聚合酶的作用下,使引物鏈沿模板延伸。對於較短靶基因(長度為100~300bp時)可採用二溫度點法, 除變性溫度外、退火與延伸溫度可合二為一,一般採用94℃變性,65℃左右退火與延伸(此溫度Taq DNA酶仍有較高的催化活性)。
①變性溫度與時間:變性溫度低,解鏈不完全是導致PCR失敗的最主要原因。一般情況下,93℃~94℃lmin足以使模板DNA變性,若低於93℃則 需延長時間,但溫度不能過高,因為高溫環境對酶的活性有影響。此步若不能使靶基因模板或PCR產物完全變性,就會導致PCR失敗。
②退火(復性)溫度與時間:退火溫度是影響PCR特異性的較重要因素。變性後溫度快速冷卻至40℃~60℃,可使引物和模板發生結合。由於模板DNA 比引物復雜得多,引物和模板之間的碰撞結合機會遠遠高於模板互補鏈之間的碰撞。退火溫度與時間,取決於引物的長度、鹼基組成及其濃度,還有靶基序列的長 度。對於20個核苷酸,G+C含量約50%的引物,55℃為選擇最適退火溫度的起點較為理想。引物的復性溫度可通過以下公式幫助選擇合適的溫度:
Tm值(解鏈溫度)=4(G+C)+2(A+T)
復性溫度=Tm值-(5~10℃)
在Tm值允許范圍內, 選擇較高的復性溫度可大大減少引物和模板間的非特異性結合,提高PCR反應的特異性。復性時間一般為30~60sec,足以使引物與模板之間完全結合。
③延伸溫度與時間:Taq DNA聚合酶的生物學活性:
70~80℃ 150核苷酸/S/酶分子
70℃ 60核苷酸/S/酶分子
55℃ 24核苷酸/S/酶分子
高於90℃時, DNA合成幾乎不能進行。
PCR反應的延伸溫度一般選擇在70~75℃之間,常用溫度為72℃,過高的延伸溫度不利於引物和模板的結合。PCR延伸反應的時間,可根據待擴增片段的長度而定,一般1Kb以內的DNA片段,延伸時間1min是足夠 的。3~4kb的靶序列需3~4min;擴增10Kb需延伸至15min。延伸進間過長會導致非特異性擴增帶的出現。對低濃度模板的擴增,延伸時間要稍長些。
循環次數 循環次數決定PCR擴增程度。PCR循環次數主要取決於模板DNA的濃度。一般的循環次數選在30~40次之間,循環次數越多,非特異性產物的量亦隨之增多。
PCR反應特點
特異性強 PCR反應的特異性決定因素為:
①引物與模板DNA特異正確的結合;
②鹼基配對原則;
③Taq DNA聚合酶合成反應的忠實性;
④靶基因的特異性與保守性。
其中引物與模板的正確結合是關鍵。引物與模板的結合及引物鏈的延伸是遵循鹼基配對原則的。聚合酶合成反應的忠實性及Taq DNA聚合酶耐高溫性,使反應中模板與引物的結合(復性)可以在較高的溫度下進行,結合的特異性大大增加,被擴增的靶基因片段也就能保持很高的正確度。再通過選擇特異性和保守性高的靶基因區,其特異性程度就更高。
靈敏度高 PCR產物的生成量是以指數方式增加的,能將皮克(pg=10-12g)量級的起始待測模板擴增到微克(ug=10-6g)水平。能從100萬個細胞中檢出一個靶細胞;在病毒的檢測中,PCR的靈敏度可達3個RFU(空斑形成單位);在細菌學中最小檢出率為3個細菌。
簡便、快速 PCR反應用耐高溫的Taq DNA聚合酶,一次性地將反應液加好後,即在DNA擴增液和水浴鍋上進行變性-退火-延伸反應,一般在2~4 小時完成擴增反應。擴增產物一般用電泳分析,不一定要用同位素,無放射性污染、易推廣。
對標本的純度要求低 不需要分離病毒或細菌及培養細胞,DNA 粗製品及總RNA均可作為擴增模板。可直接用臨床標本如血液、體腔液、洗嗽液、毛發、細胞、活組織等粗製的DNA擴增檢測。 PCR擴增產物分析
PCR產物是否為特異性擴增 ,其結果是否准確可靠,必須對其進行嚴格的分析與鑒定,才能得出正確的結論。PCR產物的分析,可依據研究對象和目的不同而採用不同的分析方法。
凝膠電泳分析:PCR產物電泳,EB溴乙錠染色紫外儀下觀察,初步判斷產物的特異性。PCR產物片段的大小應與預計的一致,特別是多重PCR,應用多對引物,其產物片斷都應符合預訐的大小,這是起碼條件。
瓊脂糖凝膠電泳: 通常應用1~2%的瓊脂糖凝膠,供檢測用。
聚丙烯醯胺凝膠電泳:6~10%聚丙烯醯胺凝膠電泳分離效果比瓊脂糖好,條帶比較集中,可用於科研及檢測分析。
酶切分析:根據PCR產物中限制性內切酶的位點,用相應的酶切、電泳分離後,獲得符合理論的片段,此法既能進行產物的鑒定,又能對靶基因分型,還能進行變異性研究。
分子雜交:分子雜交是檢測PCR產物特異性的有力證據,也是檢測PCR 產物鹼基突變的有效方法。
Southern印跡雜交: 在兩引物之間另合成一條寡核苷酸鏈(內部寡核苷酸)標記後做探針,與PCR產物雜交。此法既可作特異性鑒定,又可以提高檢測PCR產物的靈敏度,還可知其分子量及條帶形狀,主要用於科研。
斑點雜交: 將PCR產物點在硝酸纖維素膜或尼膜薄膜上,再用內部寡核苷酸探針雜交,觀察有無著色斑點,主要用於PCR產物特異性鑒定及變異分析。
Ⅸ 基因檢測是用什麼方法最准確的是哪一種
基因檢測有很多種方法,最常見的有PCR擴增法和探針雜交法。這兩種方法都比較准確,靈敏度也很高。目前最常用的方法是PCR擴增法,靈敏度極高,准確度也有保證。