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定量PCR

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定义编辑本段

定量PCR是PCR的一种。PCR仪目的为了基因扩增。在基因扩增中最重要的就是升降温过程,最早的PCR就是三个水浴锅,一个机械臂,定时抓出反应转换水浴锅。PCR的结果需要借助其他手段来检测。后来随着定量技术的发展,将PCR和检测做成一体,就形成了定量PCR仪。还可以与荧光技术结合,同时在每个扩增过程都能实施监控。

定量PCR(Polymerase Chain Reaction)技术有广义概念和狭义概念。广义概念的定量PCR技术是指以外参或内参为标准,通过对PCR终产物的分析或PCR过程的监测,进行PCR起始模板量的定量。

广义概念下的定量PCR技术可以分为五种类型:

  • 外参法+终产物分析:样本与阳性参照在两个反应容器内反应。没有对样本进行质控监测,易出现假阴假阳结果,没有监测扩增效率,定量不准。
  • 内参法+终产物分析:样本与阳性参照在一个反应容器内反应。对样本进行质控监测,排除假阴结果,但定量不准。
  • 外标法+过程监测:监测扩增效率,阳性样本定量准,但无法排除假阴结果。
  • 内参法+过程监测:样本与阳性参照在一个容器内反应,存在竞争性抑制,起始模板量浓度高的反应会抑制低浓度反应,定量不准。
  • 外标法+过程监测+内对照:监测扩增效率,阳性样本定量准,同时排除假阴结果。这种类型是应该提倡的。

狭义概念的定量PCR技术(严格意义的定量PCR技术)是指用外标法(荧光杂交探针保证特异性)通过监测PCR过程(监测扩增效率)达到精确定量起始模板数的目的,同时以内对照有效排除假阴性结果(扩增效率为零)。在国家没有出台阴阳判定标准时,所用PCR系统灵敏度最好达到一个拷贝(一个病毒)。从理论上说,只要有一个拷贝数,样本就算阳性;一个拷贝数都没有才算阴性。

应用编辑本段

定量PCR可以得出准确的定量结果,改变了PCR只用作微量物定性测定的历史,并可进行动态检测和病程疗效分析。同时让质控的建立成为可能,以保证结果的准确性。能对基因突变进行分析。

检测模式编辑本段

PCR过程的监测有多种检测模式。最常用的有三种检测模式:

检测模式温度循环特征
SYBR Green I94–55–72°C三步法引物,无探针,荧光染料镶嵌在双股螺旋链中间。通过对特定方向的强荧光检测获得信号,易产生非特异信号,且本底光较大。
水解探针(TaqMan)94–60°C二步法有引物和特异探针,探针相邻两个碱基上分别结合一个荧光染料和一个淬灭染料。Taq酶5'→3'外切酶活性将探针水解,使荧光信号释放。特异性强,但酶活性批次差异影响定量,探针Tm值仅要求高于60°C,不同试剂盒特异性参差不齐且无法质控。
杂交探针94–55–72°C三步法有引物和两个相邻探针,分别标记供体荧光和受体荧光。55°C时两个探针结合于模板,FRET产生信号。荧光信号与杂交温度相关,探针浓度不变,可进行熔解曲线质控和点突变检测。

参考资料编辑本段

  • Higuchi, R., Fockler, C., Dollinger, G., & Watson, R. (1993). Kinetic PCR analysis: real-time monitoring of DNA amplification reactions. Biotechnology, 11(9), 1026-1030.
  • Heid, C. A., Stevens, J., Livak, K. J., & Williams, P. M. (1996). Real time quantitative PCR. Genome Research, 6(10), 986-994.
  • Bustin, S. A., Benes, V., Garson, J. A., Hellemans, J., Huggett, J., Kubista, M., ... & Wittwer, C. T. (2009). The MIQE guidelines: minimum information for publication of quantitative real-time PCR experiments. Clinical Chemistry, 55(4), 611-622.
  • Livak, K. J., & Schmittgen, T. D. (2001). Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2^−ΔΔCT method. Methods, 25(4), 402-408.
  • 王海燕, 李金明. (2008). 实时荧光定量PCR技术的研究进展及应用. 中华检验医学杂志, 31(1), 98-101.
  • 张驰, 刘芳. (2015). 定量PCR技术在病原微生物检测中的应用. 中国生物工程杂志, 35(4), 76-81.

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