4 PCR反應(yīng)特點(diǎn)4.1特異性強(qiáng) PCR反應(yīng)的特異性決定因素為:
①引物與模板DNA特異正確的結(jié)合;
②堿基配對(duì)原則;
③Taq DNA聚合酶合成反應(yīng)的忠實(shí)性;
④靶基因的特異性與保守性。
4.2 靈敏度高PCR產(chǎn)物的生成量是以指數(shù)方式增加的,能將皮克(pg=10
-12)量級(jí)的起始待測(cè)模板擴(kuò)增到微克(μg=10
-6)水平。能從100萬(wàn)個(gè)細(xì)胞中檢出一個(gè)靶細(xì)胞;在病毒的檢測(cè)中,PCR的靈敏度可達(dá)3個(gè)RFU(空斑形成單位);在細(xì)菌學(xué)中最小檢出率為3個(gè)細(xì)菌。
4.3簡(jiǎn)便、快速PCR反應(yīng)用耐高溫的Taq DNA聚合酶,一次性地將反應(yīng)液加好后,經(jīng)過(guò)變性-退火-延伸反應(yīng),一般在2~4 小時(shí)完成擴(kuò)增反應(yīng)。擴(kuò)增產(chǎn)物一般用電泳分析,不一定要用同位素,無(wú)放射性污染、易推廣。
4.4 對(duì)標(biāo)本的純度要求低不需要分離病毒或細(xì)菌及培養(yǎng)細(xì)胞,DNA粗制品及RNA均可作為擴(kuò)增模板。可直接用臨床標(biāo)本如血液、體腔液、洗嗽液、毛發(fā)、細(xì)胞、活組織等DNA擴(kuò)增檢測(cè)。
5 PCR常見(jiàn)問(wèn)題5.1假陰性,不出現(xiàn)擴(kuò)增條帶PCR反應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)有:
(1)模板核酸的制備
①模板中含有雜蛋白質(zhì);
②模板中含有Taq酶抑制劑;
③模板中蛋白質(zhì)沒(méi)有消 化除凈,特別是染色體中的組蛋白;
④在提取制備模板時(shí)丟失過(guò)多,或吸入酚;
⑤模板核酸變性不 底。在酶和引物質(zhì)量好時(shí),不出現(xiàn)擴(kuò)增帶,極有可能是標(biāo)本
的消化處理,模板核酸提取過(guò)程出了毛病,因而要配制有效而穩(wěn)定的消化處理液,
其程序亦應(yīng)固定不宜隨意更改。
(2)引物的質(zhì)量與特異性
引物質(zhì)量、引物的濃度、兩條引物的濃度是否對(duì)稱(chēng),是PCR失敗或擴(kuò)增條
帶不理想、容易彌散的常見(jiàn)原因。有些批號(hào)的引物合成質(zhì)量有問(wèn)題,兩條引物一
條濃度高,一條濃度低,造成低效率的不對(duì)稱(chēng)擴(kuò)增,對(duì)策為:
①選定一個(gè)好的引物合成單位。
②引物的濃度不僅要看OD值,更要注重引物原液做瓊脂糖凝膠電泳,一定要有
引物條帶出現(xiàn),而且兩引物帶的亮度應(yīng)大體一致,如一條引物有條帶,一條引物
無(wú)條帶,此時(shí)做PCR有可能失敗,應(yīng)和引物合成單位協(xié)商解決。如一條引物亮度
高,一條亮度低,在稀釋引物時(shí)要平衡其濃度。
③引物應(yīng)高濃度小量分裝保存,防止多次凍融或長(zhǎng)期放冰箱冷藏部分,導(dǎo)致引物
變質(zhì)降解失效。
④引物設(shè)計(jì)不合理,如引物長(zhǎng)度不夠,引物之間形成二聚體等。
(3)酶的質(zhì)量
酶失活:需更換新酶,或新舊兩種酶同時(shí)使用,以分析是否因酶的活性喪失或不夠而導(dǎo)致假陰性。需注意的是有時(shí)忘加Taq酶或溴乙錠。
(4)Mg
2+濃度
Mg
2+離子濃度對(duì)PCR擴(kuò)增效率影響很大,濃度過(guò)高可降低PCR擴(kuò)增的特異
性,濃度過(guò)低則影響PCR擴(kuò)增產(chǎn)量甚至使PCR擴(kuò)增失敗而不出擴(kuò)增條帶。
(5)反應(yīng)體積的改變
通常進(jìn)行PCR擴(kuò)增采用的體積為20ul、30ul、50ul或100ul,應(yīng)用多大體積
進(jìn)行PCR擴(kuò)增,是根據(jù)科研和臨床檢測(cè)不同目的而設(shè)定,在做小體積如20ul 后,
再做大體積時(shí),一定要模索條件,否則容易失敗。
(6)物理原因
變性對(duì)PCR擴(kuò)增來(lái)說(shuō)相當(dāng)重要,如變性溫度低,變性時(shí)間短,極有可能出現(xiàn)
假陰性;退火溫度過(guò)低,可致非特異性擴(kuò)增而降低特異性擴(kuò)增效率退火溫度過(guò)高
影響引物與模板的結(jié)合而降低PCR擴(kuò)增效率。有時(shí)還有必要用標(biāo)準(zhǔn)的溫度計(jì),檢
測(cè)一下擴(kuò)增儀或水溶鍋內(nèi)的變性、退火和延伸溫度,這也是PCR失敗的原因之一。
(7)靶序列變異
如靶序列發(fā)生突變或缺失,影響引物與模板特異性結(jié)合,或因靶序列某段缺
失使引物與模板失去互補(bǔ)序列,其PCR擴(kuò)增是不會(huì)成功的。
5.2 假陽(yáng)性 出現(xiàn)的PCR擴(kuò)增條帶與目的靶序列條帶一致,有時(shí)其條帶更整齊,亮度更高。
(1)引物設(shè)計(jì)不合適
選擇的擴(kuò)增序列與非目的擴(kuò)增序列有同源性,因而在進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí),
擴(kuò)增出的PCR產(chǎn)物為非目的性的序列。靶序列太短或引物太短,容易出現(xiàn)假
陽(yáng)性。需重新設(shè)計(jì)引物。
(2)靶序列或擴(kuò)增產(chǎn)物的交叉污染
這種污染有兩種原因:一是整個(gè)基因組或大片段的交叉污染,導(dǎo)致假陽(yáng)性。
這種假陽(yáng)性可用以下方法解決:操作時(shí)應(yīng)小心輕柔,防止將靶序列吸入加樣槍
內(nèi)或?yàn)R出離心管外。除酶及不能耐高溫的物質(zhì)外,所有試劑或器材均應(yīng)高壓消
毒。所用離心管及樣進(jìn)槍頭等均應(yīng)一次性使用。必要時(shí),在加標(biāo)本前,反應(yīng)管
和試劑用紫外線(xiàn)照射,以破壞存在的核酸。二是空氣中的小片段核酸污染,這
些小片段比靶序列短,但有一定的同源性。可互相拼接,與引物互補(bǔ)后,可擴(kuò)
增出PCR產(chǎn)物,而導(dǎo)致假陽(yáng)性的產(chǎn)生,可用巢式PCR方法來(lái)減輕或消除。
5.3 出現(xiàn)非特異性擴(kuò)增帶 非特異性條帶的出現(xiàn),其原因:一是引物與靶序列不完 互補(bǔ)、 或引物聚合形成二聚體。二是Mg
2+離子濃度過(guò)高、退火溫度過(guò)低,及PCR循環(huán)次數(shù)過(guò)多有關(guān)。其次是酶的質(zhì)和量,往往一些來(lái)源的酶易出現(xiàn)非特異條帶而另一來(lái)源的酶則不出現(xiàn),酶量過(guò)多有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)非特異性擴(kuò)增。對(duì)策有:
①必要時(shí)重新設(shè)計(jì)引物;
②減低酶量或調(diào)換另一來(lái)源的酶;
③降低引物量,適當(dāng)增加模板量,減少循環(huán)次數(shù);
④適當(dāng)提高退火溫度或采用二溫度點(diǎn)法(93℃變性,65℃左右退火與延伸)。
5.4出現(xiàn)片狀拖帶或涂抹帶 PCR擴(kuò)增有時(shí)出現(xiàn)涂抹帶或片狀帶或地毯樣帶。其原因往往由于酶量過(guò)多或酶的質(zhì)量差,dNTP濃度過(guò)高,Mg
2+濃度過(guò)高,退火溫度過(guò)低,循環(huán)次數(shù)過(guò)多引起。對(duì)策為:
①減少酶量,或調(diào)換另一來(lái)源的酶。
②減少dNTP的濃度。適當(dāng)降低Mg
2+濃度。增加模板量,減少循環(huán)次數(shù)。