原位杂交原理及具体操作
原位分子杂交的基本过程
原位分子杂交的基本过程
原位分子杂交是一种用于研究基因表达模式和功能的重要技术。它通过将互补的标记探针与待检测的目标序列进行杂交,然后通过探针的标记信号来确定目标序列在组织或细胞中的位置和表达水平。下面将详细介绍原位分子杂交的基本过程。
第一部分:准备工作
在进行原位分子杂交之前,需要进行一系列的准备工作。首先,需要获取目标序列的核酸样本。这可以通过提取组织或细胞中的总RNA或特定的mRNA来实现。然后,需要制备互补的标记探针。标记探针可以使用放射性同位素、荧光染料或酶标记等方法进行标记。最后,需要准备组织切片或细胞扩展片,以便进行杂交反应。
第二部分:杂交反应
杂交反应是原位分子杂交的核心步骤。首先,将标记探针与待检测的目标序列进行杂交。这一步可以通过将探针和目标序列共同溶解在杂交缓冲液中,然后在适当的温度下进行孵育来实现。杂交的温度和时间会根据探针和目标序列的性质而有所不同。通过杂交,标记探针将与目标序列形成稳定的双链结构。
第三部分:探针检测
杂交完成后,需要对标记探针进行检测。具体的检测方法会根据标记探针的性质而有所不同。例如,如果使用的是放射性同位素标记
探针,可以通过放射自显影或液体闪烁计数等方法进行检测。如果使用的是荧光染料标记探针,可以通过荧光显微镜或流式细胞术等方法进行检测。如果使用的是酶标记探针,可以通过酶的催化反应产生的显色反应进行检测。
第四部分:结果分析
在完成探针检测后,需要对结果进行分析解读。根据探针信号的强度和分布情况,可以确定目标序列在组织或细胞中的位置和表达水平。例如,如果探针信号在细胞核中出现,可以推断目标序列参与了基因转录和表达过程。如果探针信号在细胞质中出现,可以推断目标序列参与了蛋白质合成和运输过程。通过对不同组织或细胞样本的比较分析,可以揭示目标序列的功能和调控机制。
原位杂交原理及具体操作
原位杂交原理及具体操作
原位杂交的具体操作包括以下几个步骤:
1.样本准备:收集需要研究的细胞或组织样品,并进行固定和处理。
具体处理方法根据研究对象的特点和需求而定,可以涉及蛋白酶消化、脱脂、固定等步骤。
2.产生标记探针:首先要选择合适的探针来检测目标序列。探针可以
是DNA或RNA序列,根据研究对象选择相应的方法进行标记,常见的标记
方法有荧光标记、放射性标记和酶标记等。标记后的探针需要经过纯化和
检测,确保标记效果良好。
3.杂交反应:将标记的探针与样本中的DNA或RNA进行杂交反应。首
先需要将样本脱水,并在适当温度下使用探针溶液进行孵育反应,使探针
与目标序列发生特异性结合。杂交温度根据探针和目标序列的互补性来确定,一般在适当的温度下进行持续反应。
4.洗涤:杂交反应结束后,需要进行严格的洗涤步骤,以去除未结合
的探针和非特异性结合。洗涤的条件也根据研究需要而定,可以使用高盐
溶液、低盐溶液或有机溶剂等来去除非特异性结合。
5.信号检测:根据具体标记方法的不同,可以使用荧光显微镜、射线
计数器或底物染色等方法来检测标记的探针。通过观察探针的位置和强度,可以得到目标序列在细胞或组织中的分布和表达情况。
6.分析与图像处理:根据实验结果,可以对图像进行定量分析和处理。现代技术已经能够通过图像软件进行分析和定量,得到原位杂交的定量数据。
原位杂交技术的优点在于可以在细胞或组织水平上观察和定位目标序
列的存在和表达情况,为研究基因表达、基因功能以及病理学等提供了强
有力的工具。但是在操作过程中需要注意探针的选择和合成、杂交条件的
原位杂交的原理范文
原位杂交的原理范文
原位杂交是一种分子生物学技术,用于研究细胞染色体间的相互作用、检测特定基因的表达以及研究与功能相关的染色体变化等。该技术利用DNA探针与目标DNA序列杂交,通过可视化方法检测杂交事件。
1.DNA标记:首先,需要将DNA探针标记上适当的标记物,如荧光染
料或同位素。这样能够在后续的检测过程中容易观察到杂交事件。
2.DNA非特异性结合抑制:为了防止探针与非特异性DNA序列进行杂交,需要添加过量的非特异性DNA或非特异性RNA。这些非特异性DNA或RNA序列能够与目标DNA序列进行竞争结合,减少非特异性的杂交事件。
3.杂交反应:DNA标记好的探针与待检测的DNA样本进行杂交反应。
通常,待检测样本需要被固定在载玻片上,以便进行后续的处理和观察。
4.杂交条件:在杂交反应中,探针与待检测样本的DNA序列会通过互
补配对结合在一起。为了保证杂交的特异性和效率,需要严格控制杂交条件,包括温度、时间和离子浓度等。通常,要求探针和待检测样本的DNA
序列在完全互补的条件下进行杂交。
5.杂交检测:杂交反应完成后,需要进行杂交事件的可视化检测。这
可以通过荧光显微镜观察荧光信号,或通过放射线测量同位素标记物的放
射活性。通过观察杂交信号的位置和强度,可以确定探针与目标DNA序列
的杂交情况。
值得注意的是,原位杂交并不仅限于细胞染色体的研究。这种技术也
可以应用于RNA的检测,例如可以利用荧光探针检测细胞中一些特定基因
的mRNA表达情况。
原位杂交技术在遗传学、肿瘤学、免疫学和生殖生物学等领域具有广
泛的应用。通过原位杂交,可以对细胞中特定DNA或RNA序列的分布情况、拷贝数变异、基因表达和基因组结构等进行研究。在肿瘤学中,原位杂交
荧光原位杂交技术的原理
荧光原位杂交技术的原理
荧光原位杂交技术(FISH)是一种用于检测细胞核内染色体异常、基因拷贝数变异和基因重排等的分子生物学技术。其原理是利用荧光标记的探针与目标DNA特异性结合,通过显微镜观察荧光信号的分布和强度,进而对目标DNA序列的存在、数量和位置进行识别和分析。 FISH技术分为两类:利用探针单一荧光染色体、基因或DNA序列的单色法;以及同时使用多个探针标记不同染色体或基因序列的多色法。单色FISH通常利用DNA探针或RNA探针,对目标序列进行特异性荧光标记,并通过观察其信号位置和数量来识别目标序列的存在和数量。多色FISH则通过同时使用多个探针分别标记不同的目标序列,在显微镜下观察不同的荧光信号进行定位和分析。
FISH技术广泛应用于生物学和医学领域,包括染色体异常的诊断、肿瘤基因的检测、生殖医学和遗传学研究等。随着技术的不断发展和完善,FISH技术已经成为细胞和分子生物学研究中不可或缺的重要技术手段之一。
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原位杂交的原理
原位杂交的原理
原位杂交是一种核酸杂交技术,通过将标记有荧光物质的探针与待测样品中的靶标序列进行杂交反应来检测和定位特定的DNA或RNA序列。
原位杂交的原理基于两种核酸之间的互补配对原则。DNA或RNA的互补链能够在一定条件下进行杂交,即互相结合形成
双链。探针是一段由核酸组成的序列,它与待测样品中的目标序列具有互补的碱基序列。
在原位杂交实验中,首先需要制备探针。探针可以是由DNA
或RNA构成的,其中至少一部分标记有荧光物质。荧光物质
的标记使得通过显微镜或其他荧光成像设备能够检测到杂交的信号。探针与待测样品中的目标序列发生互补配对后,形成探针与目标序列的杂交复合物,即探针与靶标序列互相结合。
为了确保探针与目标序列的特异性结合,一般会在杂交反应中使用一些特异性的条件,如控制杂交温度、盐浓度和pH值等。此外,还可以使用一些核酸结合蛋白的抑制剂来降低非特异性结合。
通过显微镜观察荧光信号的出现位置和强度,可以确定目标序列在细胞或组织中的位置和数量。常用的观察方式包括荧光显微镜、原位杂交图像分析系统等。
总的来说,原位杂交利用探针与目标序列的互补配对原理,通
过荧光信号的观察来检测和定位特定的DNA或RNA序列。这种方法在生物医学研究和分子诊断中具有广泛的应用价值。
原位杂交原理及具体操作
原位杂交实验原理与方法
一、目的
本实验的目的是学会原位杂交的使用方法。了解各种原位杂交的基本原理和优缺点。
二、原理
原位杂交组化(简称原位杂交,in situ hybridization histochemistry;ISHH)属于分子杂交的一种,是一种应用标记探针与组织细胞中的待测核酸杂交,再应用标记物相关的检测系统,在核酸原有的位置将其显示出来的一种检测技术。原位杂交的本质就是在一定的温度和离子浓度下,使具有特异序列的单链探针通过碱基互补规则与组织细胞内待测的核酸复性结合而使得组织细胞中的特异性核酸得到定位,并通过探针上所标记的检测系统将其在核酸的原有位置上显示出来。
当然杂交分子的形成并不要求两条单链的碱基顺序完全互补,所以不同来源的核酸单链只要彼此之间有一定程度的互补顺序(即某种程度的同源性)就可以形成杂交双链。
探针的种类按所带标记物可分为同位素标记探针和非同位素标记探针两大类。目前,大多数放射性标记法是通过酶促反应将标记的基因掺入DNA中,常用的同位素标记物有3H、35S、125I和32P。同位素标记物虽然有灵敏性高,背底较为清晰等优点,但是由于放射性同位素对人和环境均会造成伤害,近来有被非同位素取代的趋势。非同位素标记物中目前最常用的有生物素、地高辛和荧光素三种。
探针的种类按核酸性质不同又可分为DNA探针、cDNA探针、cRNA探针和合成寡核苷酸探针。cDNA探针又可分为双链cDNA探针和单链cDNA探针。
原位杂交又可分为菌落原位杂交和组织原位杂交。
菌落原位杂交(Colony in situ hybridization)菌落原位杂交是将细菌从培养平板转移到硝酸纤维素滤膜上,然后将滤膜上的菌落裂菌以释出DNA。将NDA烘干固定于膜上与32P 标记的探针杂交,放射自显影检测菌落杂交信号,并与平板上的菌落对位。
原位杂交技术
原位杂交技术
原位杂交技术是一种基因分析技术,可以用来研究细胞内基因的表达模式和基因组的结构。本文将介绍原位杂交技术的基本原理、应用领域以及未来发展方向。
原位杂交技术最早是在20世纪70年代发展起来的,主要用于研究DNA在细胞中的位置和分布情况。其基本原理是利用亲和性标记的探针与目标DNA序列特异性结合,通过显色或荧光等方法来检测标记物的位置。
原位杂交技术的具体步骤包括控制组织或细胞的形态、固定样本、渗透处理、杂交、洗脱、显色和观察等。其中最关键的步骤是杂交反应,需要合理设计探针的序列和标记方法,并进行适当的条件优化。
原位杂交技术广泛应用于生物医学领域,可以用于寻找新的基因、研究基因的表达调控机制、探索基因组的结构与功能等。例如,科学家可以用这种技术来研究染色体异常、肿瘤基因的异常表达、发育过程中的基因调控等。
此外,原位杂交技术在遗传学、生物学、植物学、动物学和微生物学等领域也有广泛的应用。在遗传学中,可以用原位杂交技术检测并分离具有特定基因型的个体;在植物学中,可以研究植物的组织分化和发育过程;在动物学中,可以研究胚胎发育和器官再生等。
虽然原位杂交技术在基因研究中起到了重要作用,但仍存在一些局限性和挑战。首先,该技术的灵敏度和特异性受到探针选择、探针标记和杂交条件等多个因素的影响。其次,原位杂交技术在细胞外不易实施,因为固定和渗透处理可能会对细胞和组织结构产生破坏。
未来,随着生物技术的不断发展,原位杂交技术也将得到进一步改进和完善。例如,可以利用新型的标记物和探针来提高技术的敏感度和特异性,同时也可以开发新的杂交方法来降低对样本的破坏。此外,结合其他高通量分析技术,如转录组学和蛋白质组学,可以更全面地揭示基因表达和调控的网络。
简述原位杂交的原理及应用
简述原位杂交的原理及应用
1. 原位杂交的原理
原位杂交是一种基因组杂交技术,它可以用来研究基因组的组成、结构和功能。原位杂交的原理是通过将一组标记有探针的DNA片段与目标DNA样品进行杂交
反应,然后使用适当的探针检测方法来识别和定位目标DNA序列。原位杂交的基
本原理包括以下几个步骤:
1.DNA探针制备:3’-OH末端标记方法和末端标记方法是两种常用的
DNA探针标记方法。常用的标记有生物素、荧光物质等。
2.DNA杂交反应:将标记好的DNA探针与目标DNA样品进行杂交反
应。杂交反应的温度、时间以及混合物的浓度需要根据具体实验目的进行优化。
3.杂交后的探针检测:可以使用放射性同位素标记、荧光染料标记等
方法对杂交后的DNA探针进行检测,以确定杂交反应是否成功。
4.观察和分析:通过显微镜等工具观察杂交结果,并对杂交位点进行
定位和分析,获取目标DNA序列的位置和数量。
2. 原位杂交的应用
2.1. 基因组结构研究
原位杂交技术可以用来研究基因组的结构,包括基因的数量、排列、序列和重
组等信息。通过特定的探针标记和杂交反应,可以对基因组进行定位和分析,帮助了解基因组的组成和结构。
2.2. 染色体显带分析
原位杂交被广泛应用于染色体显带分析领域。通过核酸探针的杂交,可以识别
和鉴定染色体上的特定DNA序列,从而确定染色体的结构和功能。这对于检测染
色体异常和疾病的相关基因有着重要意义。
2.3. 基因定位和图谱构建
原位杂交可用于基因定位和构建基因图谱。通过使用特定的探针标记和杂交方法,可以将目标基因定位到染色体上的特定区域,并确定其在染色体上的位置。这为进一步研究基因的功能和相互作用提供了基础。
菌落原位杂交原理
菌落原位杂交原理
菌落原位杂交(colony hybridization)是一种常用的分子生物
学技术,用于检测目标DNA序列在细菌或真核生物菌落中的
存在与否。该技术通过将DNA探针与目标DNA序列杂交,
然后通过探针的标记物进行检测,可以快速、准确地确定目标DNA的位置和数量。
菌落原位杂交的原理基于DNA的互补配对性。DNA由四种碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳞状嘧啶)组成,它们之间存在互补配对规则:腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)之间形成
两个氢键,鸟嘌呤(G)与鳞状嘧啶(C)之间形成三个氢键。根据这一规则,可以设计出与目标DNA序列互补的DNA探针。
菌落原位杂交的步骤主要包括:DNA探针标记、杂交、洗涤
和检测。
首先,需要对DNA探针进行标记。标记物可以是放射性同位素、荧光染料或酶等。标记的目的是为了后续的检测提供信号。
接下来,将标记的DNA探针加入到含有目标DNA的菌落样
品中。在杂交过程中,探针与目标DNA发生互补配对,形成
稳定的双链结构。这一步需要在适当的温度和时间条件下进行,以保证探针与目标DNA之间的特异性结合。
完成杂交后,需要进行洗涤步骤,以去除未结合的DNA探针。洗涤过程中使用高盐浓度或高温条件,可以选择性地去除非特异性结合的DNA。
最后,通过检测标记物的信号来确定目标DNA的存在与否。
如果使用放射性同位素进行标记,可以通过放射性计数器来检测信号强度。如果使用荧光染料或酶进行标记,则可以使用荧光显微镜或酶标仪来观察和测量信号。
菌落原位杂交技术具有许多优点。首先,它可以在细菌或真核生物菌落水平上进行检测,不需要提取和纯化目标DNA。其次,该技术可以同时检测多个样品,节省时间和成本。此外,由于探针与目标DNA之间的互补配对是高度特异性的,因此
原位杂交的原理及应用
原位杂交的原理及应用
原位杂交是分子生物学领域中的一种技术,主要用于检测和定位特定DNA或RNA序列的存在和位置。这种技术通常使用放射性或非放射性标记的探针来与特定的DNA或RNA序列进行杂交。
原理:原位杂交的基本原理是利用互补配对的原则,将标记探针与被检测的DNA 或RNA样本的靶分子进行杂交反应。这种技术通常利用一些特定的标记,如放射性同位素或非放射性荧光染料,来标记探针,使其可以在杂交后被检测到。
应用:原位杂交广泛应用于分子生物学和医学领域。以下是一些具体的应用:
1、检测基因突变。原位杂交可以检测基因突变或缺失,从而确定某些病理状态的原因。比如,原位杂交技术可以用于检测肿瘤细胞中激活的癌基因或缺失的肿瘤抑制基因,帮助医生诊断和治疗肿瘤。
2、检测病毒感染。原位杂交技术可用于检测病毒感染。例如,在临床诊断中,原位杂交技术可以用于检测人乳头瘤病毒(HPV)感染,从而帮助预防宫颈癌的发生。
3、研究分子发育和进化。原位杂交也可用于研究分子进化和发育。例如,在分子系统学领域,原位杂交技术可以用来确定不同物种之间的亲缘关系,并研究其进化历史。
4、研究基因表达模式。原位杂交还可用于研究基因表达模式,了解基因在生物体中如何发挥作用。例如,在神经科学领域,原位杂交技术可用于研究神经元中活性基因的表达模式。
总之,原位杂交技术是一种重要的检测和研究分子生物学的方法,具有广泛的应用前景。
原 位 杂 交 原理
优
点
(1)能在成分复杂的组织中进行单一细胞的研究而不受同一组织中其它
成分的影响,因此对于那些细胞数量少且散在于其他组织中的细胞内DNA 或RNA研究更为方便;
(2)由于原位杂交不需要从组织中提取核酸,对于组织中含量极低的靶 序列有极高的敏感性,并可完整地保持组织与细胞的形态,更能准确地反 映出组织细胞的相互关系及功能状态。
(1)载玻片的处理:清洁无核酸酶污染(洗衣粉泡过夜,水冲,酸泡48小时,双蒸水冲2-3次,干燥,160℃烤2-4小时或15磅高压灭菌20分 钟),用新鲜配制的 1mg/ml 多聚赖氨酸( Mr300000 以上)作为组织 细胞粘附剂。也可用明胶液。 (2)湿盒: (3)探针的标记:放射性标记与非放射性标记;探针长度50-300 bp, 小分子探针穿透力强,大分子探针可在组织细胞中形成网络而增加杂 交信号,同时也使本底增高。 ( 4 )杂交条件:杂交的特异性依赖于探针的结构、杂交温度(高温严 谨)、pH及杂交液中甲酰胺(高浓度)和盐离子的浓度(低盐);硫 酸葡聚糖提高探针相对浓度
方
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
百度文库
法
取材 固定 脱水和包埋(按常规组织切片技术操作) 切片 杂交 冲洗与显色 终止显色与复染 封片 观察与拍照
固
定
现场取濒死斑节对虾,于第2、3腹节间和头胸部注射Davidson’s AFA固定液 全身固定,切取头胸部,从额剑将头胸部分成 2部分,再置Davidson’s AFA
原位杂交的原理和应用
原位杂交的原理和应用
原位杂交(in situ hybridization)是一种分子生物学技术,用于在细胞或组织中检测特定的核酸序列。它的原理是通过标记的探针与待检测样品中的靶序列发生互补配对,然后通过适当的方法进行可视化。原位杂交技术广泛应用于基因表达定位、染色体结构与功能研究、细胞分化和发育过程等领域。
1. 探针的选择:根据待检测的靶序列,可以设计相应的DNA或RNA 探针。DNA探针一般选择长度为100-1000bp的片段,而RNA探针则通常为全长或部分序列。探针可通过放射性标记或非放射性标记进行标记。
2.可视化标记:常用的标记技术有放射性标记(如32P或35S)和非放射性标记(如荧光染料、酶标记或生物素-亲和素标记)。不同的标记方式适用于不同的应用领域。
3.杂交条件:为了使探针与靶序列完全匹配,必须优化杂交条件,包括温度、盐浓度、杂交液成分和时间等。适当的杂交条件可以提高探针与靶序列的互补配对效率。
4.可视化和检测:杂交后,可以根据探针的标记方式选择不同的可视化方法。放射性标记的探针可以通过暗室放射自显影或闪烁计数等方法进行检测,而非放射性标记的探针则需要使用适当的染色剂或显微镜观察。
1.基因表达定位:通过原位杂交技术,可以在组织或细胞水平上确定特定基因的表达位置。这对于研究细胞分化、发育和疾病机理等方面具有重要意义。例如,在肿瘤组织中,可以使用特定的探针定位癌基因的表达位置,从而帮助了解癌症的发生和发展过程。
2.核型分析:原位杂交可以用于染色体结构与功能的研究。通过将特
定探针与染色体的特定区域进行杂交,可以准确地确定染色体的位置和结构,进而了解染色体的功能和相关疾病。
原位杂交的原理和应用
原位杂交的原理和应用
原位杂交(in situ hybridization)是一种分子生物学技术,用于检测和定位特定的DNA或RNA序列在细胞或组织中的存在和表达。它通过将标记有特定标记物的探针与待检测的样品进行杂交反应,然后利用显微镜观察探针的位置和数量来确定目标序列的存在和表达水平。原位杂交技术主要利用探针与目标序列间的互补配对来实现检测和定位,具有高灵敏度、高特异性和显微分辨率较高的优点,因此在生命科学研究和临床诊断中得到了广泛应用。
1.制备探针:探针是一段具有目标序列的DNA或RNA,通常通过聚合酶链式反应(PCR)或转录反应合成。探针可以标记上荧光染料、放射性同位素或酶等标记物,用于在杂交反应后的检测。
2.样品制备:待检测的细胞或组织样品需要进行预处理,包括固定、脱水、解冻等步骤。固定样品有利于保持细胞和组织的形态结构,使得探针能够与目标序列发生杂交。
3.杂交反应:将探针与样品进行杂交反应。反应条件和时间需要根据探针的特性和样品的要求进行优化,包括温度、盐浓度等因素。
4.洗涤:在反应后,需要对样品进行洗涤来去除未杂交的或杂交不牢固的探针,以减少背景信号。洗涤的条件需要严格控制,以保证背景信号的最小化。
5.检测和观察:使用适当的检测方法,如荧光显微镜、原子力显微镜等,来观察和记录探针的位置和数量。
原位杂交技术的应用广泛,主要包括以下几个方面:
1.基因表达:原位杂交可以定位和观察特定基因的表达模式和水平。通过检测RNA在组织或细胞中的存在和定位,可以研究基因的表达调控机制,揭示转录因子机制、信号通路等重要过程。
原位杂交原理及具体操作
原位杂交原理及具体操作 Prepared on 24 November 2020
原位杂交实验原理与方法
一、目的本实验的目的是学会原位杂交的使用方法。了解各种原位杂交的基本原理和优缺点。
二、原理原位杂交组化(简称原位杂交,in situ hybridization histochemistry;ISHH)属于分子杂交的一种,是一种应用标记探针与组织细胞中的待测核酸杂交,再应用标记物相关的检测系统,在核酸原有的位置将其显示出来的一种检测技术。原位杂交的本质就是在一定的温度和离子浓度下,使具有特异序列的单链探针通过碱基互补规则与组织细胞内待测的核酸复性结合而使得组织细胞中的特异性核酸得到定位,并通过探针上所标记的检测系统将其在核酸的原有位置上显示出来。当然杂交分子的形成并不要求两条单链的碱基顺序完全互补,所以不同来源的核酸单链只要彼此之间有一定程度的互补顺序(即某种程度的同源性)就可以形成杂交双链。探针的种类按所带标记物可分为同位素标记探针和非同位素标记探针两大类。目前,大多数放射性标记法是通过酶促反应将标记的基因掺入DNA中,常用的同位素标记物有3H、
35S、125I和32P。同位素标记物虽然有灵敏性高,背底较为清晰等优点,但是由于放射性同位素对人和环境均会造成伤害,近来有被非同位素取代的趋势。非同位素标记物中目前最常用的有生物素、地高辛和荧光素三种。探针的种类按核酸性质不同又可分为DNA探针、cDNA探针、cRNA探针和合成寡核苷酸探针。cDNA探针又可分为双链cDNA探针和单链cDNA探针。原位杂交又可分为菌落原位杂交和组织原位杂交。菌落原位杂交(Colony in situ hybridization)菌落原位杂交是将细菌从培养平板转移到硝酸纤维素滤膜上,然后将滤膜上的菌落裂菌以释出DNA。将NDA烘干固定于膜上与32P标记
原位杂交介绍与步骤
原位杂交介绍与步骤
原位杂交
组织(或细胞)化学(In situ Hybridization Histochemistry,ISHH)简称原位杂交(In Situ Hybridization),属于固相分子杂交的范畴,它是用标记的DNA或RNA为探针,在原位检测组织细胞内特定核酸序列的方法。根据所用探针和靶核酸的不同,原位杂交可分为DNA-DNA 杂交,DNA-RNA杂交和RNA-RNA杂交三类。
根据探针的标记物是否直接被检测,原位杂交又可分为直接法和间接法两类。直接法主要用放射性同位素、荧光及某些酶标记的探针与靶核酸进行杂交,杂交后分别通过放射自显影、荧光显微镜术或成色酶促反应直接显示。间接法一般用半抗原标记探针,最后通过免疫组织化学法对半抗原定位,间接地显示探针与靶核酸形成的杂交体。
原位杂交最初是以同位素标记探针进行的。尽管同位素标记(如35S,3H,32P等)仍然广泛使用,但非同位素标记探针的迅速发展(尤其是生物素标记探针和地高辛标记探针),更引起科技工作者的极大兴趣。
一、基本要求
1. 组织取材:组织取材应尽可能新鲜。由于组织RNA降解较快,所以新鲜组织和培养细胞最好在30 min 内固定。
2. 固定目的是:
(1)保持细胞结构;
(2)最大限度地保持细胞内DNA或RNA的水平;
(3)使探针易于进入细胞或组织。
最常用的固定剂是多聚甲醛,与其它醛类固定剂(如戊二醛)不同,多聚甲醛不会与蛋白质产生广泛的交叉连接,因而不会影响探针穿透入细胞或组织。
3. 增强组织的通透性和核酸探针的穿透性:
原位杂交技术的原理及类型
从样本制备到杂交信号检测,整个实验流程需要较长时间,不利于高 通量样本的分析。
假阳性与假阴性问题
由于实验条件、探针质量等因素的影响,可能会出现假阳性或假阴性 的结果,需要采取严格的实验设计和质量控制措施来避免。
对RNA样本的局限性
对于某些难以提取高质量RNA的样本,如石蜡切片等,原位杂交技术 的应用受到一定限制。
信号检测与结果分析
信号检测
根据探针标记的信号分子类型,选择 相应的检测方法,如放射自显影、荧 光显微镜观察或酶联免疫吸附试验等 。
结果分析
对检测到的信号进行定性和定量分析 ,包括信号强度、分布情况等,以确 定目标序列在样品中的表达情况和定 位信息。
实验注意事项及常见问题解决方法
01
注意事项
02
保持实验环境的清洁和稳定,避免污染和交叉反应。
THANKS
感谢您的观看
用。
概述不同类型的原位杂交技术
02
简要介绍几种常见的原位杂交技术及其特点。
探讨原位杂交技术的应用前景
03
讨论原位杂交技术在基因表达分析、疾病诊断和治疗等领域的
应用前景。
报告范围
原位杂交技术的基本原理
不同类型的原位杂交技术
详细介绍原位杂交技术的原理,包括探针 设计、杂交反应和信号检测等步骤。
详细介绍几种常见的原位杂交技术,如放 射性原位杂交、非放射性原位杂交、荧光 原位杂交等,并比较它们的优缺点。
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原位杂交原理及具体操作
原位杂交实验原理与方法
一、目的
本实验的目的是学会原位杂交的使用方法。了解各种原位杂交的基本原理和优缺点。
二、原理
原位杂交组化(简称原位杂交,in situ hybridization histochemistry;ISHH)属于分子杂交的一种,是一种应用标记探针与组织细胞中的待测核酸杂交,再应用标记物相关的检测系统,在核酸原有的位置将其显示出来的一种检测技术。原位杂交的本质就是在一定的温度和离子浓度下,使具有特异序列的单链探针通过碱基互补规则与组织细胞内待测的核酸复性结合而使得组织细胞中的特异性核酸得到定位,并通过探针上所标记的检测系统将其在核酸的原有位置上显示出来。
当然杂交分子的形成并不要求两条单链的碱基顺序完全互补,所以不同来源的核酸单链只要彼此之间有一定程度的互补顺序(即某种程度的同源性)就可以形成杂交双链。
探针的种类按所带标记物可分为同位素标记探针和非同位素标记探针两大类。目前,大多数放
射性标记法是通过酶促反应将标记的基因掺入DNA中,常用的同位素标记物有3H、35S、125I 和32P。同位素标记物虽然有灵敏性高,背底较为清晰等优点,但是由于放射性同位素对人和环境均会造成伤害,近来有被非同位素取代的趋势。非同位素标记物中目前最常用的有生物素、地高辛和荧光素三种。
探针的种类按核酸性质不同又可分为DNA探针、cDNA探针、cRNA探针和合成寡核苷酸探针。cDNA 探针又可分为双链cDNA探针和单链cDNA探针。原位杂交又可分为菌落原位杂交和组织原位杂交。
菌落原位杂交(Colony in situ hybridization)菌落原位杂交是将细菌从培养平板转移到硝酸
纤维素滤膜上,然后将滤膜上的菌落裂菌以释出DNA。将NDA烘干固定于膜上与32P标记的探针杂交,放射自显影检测菌落杂交信号,并与平板上的菌落对位。
组织原位杂交(Tissue in situ hybridization)组织原位杂交简称原位杂交,指组织或细胞的原位杂交,它与菌落的原位杂交不同。菌落原位杂交需裂解细菌释出DNA,然后进行杂交。而原位
杂交是经适当处理后,使细胞通透性增加,让探针进入细胞内与DNA或RNA杂交。
(一)探针的选择
根据不同的杂交实验要求,应选择不同的核酸探针。在大多数情况下,可以选择克隆的DNA或cDNA双链探针。但是在有些情况下,必须选用其它类型的探针如寡核苷酸探针和RNA探针。例如,在检测靶序列上的单个碱基改变时应选用寡核苷酸探针,在检测单链靶序列时应选用与其互补的DNA单链探针(通过克隆人M13噬菌体DNA 获得)或RNA探针,寡核苷酸探针也可。长的双链DNA探针特异性较强,适宜检测复杂的靶核苷酸序列和病原体,但不适宜于组织原位杂交,因为它不易透过细胞膜进入胞内或核内。在这种情况下,寡核苷酸探针和短的PCR标记探针(80~150bp)具有较大的优越性。
在选用探针时经常会受到可利用探针种类的限制。如在建立DNA文库时,手头没有筛选特定基因的克隆探针,这时就可用寡核苷酸探针来代替。但必须首先纯化该基因的编码蛋白,并测定6个以上的末端氨基酸序列,通过反推的核苷酸序列合成一套寡核苷酸探针。如果已有其它动物
的同种基因克隆,因为人类和动物间在同一基因的核苷酸顺序上存在较高的同源性,因此可利用已鉴定的动物基因作探针来筛选人类基因克隆。对于基因核苷酸序列背景清楚而无法获得克隆探针时,可采用PCR方法扩增某段基因序列,并克隆人合适的质粒载体中,即可得到自己的探针。这种方法十分简便,无论基因组DNA探针还是cDNA探针都可以容易地获得,而且,可以建立PCR的基因检测方法,与探针杂交方法可作对比,可谓一举两得。
(二)探针的标记方法
在选择探针类型的同时,还需要选择标记方法。探针的标记方法很多,选择什么标记方法主要视个人的习惯和可利用条件而定。但在选择标记方法时,还应考虑实验的要求,如灵敏度和显示方法等。一般认为放射性探针比非放射性探针的灵敏度高。放射性探针的实际灵敏度不依赖于所采用的标记方法,如随机引物延伸法往往得到比缺口平移法更高的比活性。在检测单拷贝基因序列时,应选用标记效率高、显示灵敏的探针标记方法。在对灵敏要求不高时,可采用保存时间长
的生物素探针技术和比较稳定的碱性磷酸酶显示系统。
(三)探针的浓度
总的来说,随探针浓度增加,杂交率也增加。另外,在较窄的范围内,随探针浓度增加,敏感性增加。依我们的经验,要获得较满意的敏感性,膜杂交中32P标记探针与非放射性标记探针的用量分别为5~10 ng/ml和25~1000ng/ml,而原位杂交中,无论应用何种标记探针,其用量均为0.5~5.0μg/ml。探针的任何内在物理特性均不影响其使用浓度,但受不同类型标记物的固相支持物的非特异结合特性的影响。
(四)杂交率
在探针过量的条件下,杂交率主要依赖于探针长度(复杂度)和探针浓度。
(五)杂交最适温度
杂交技术最重要的因素之一是选择最适的杂交反应温度。若反应温度低于Tm 10~15℃,碱基顺序高度同源的互补链可形成稳定的双链,错配对减少。若反应温度再低(Tm-30℃),虽然互补链之间也可形成稳定的双链,但互补碱基配对减少,错配对增多、氢键结合的更弱。如两个同
源性在50%左右或更低些的DNA,调整杂交温度可使它们之间的杂交率变化10倍,因此在实验前必须首先确定杂交温度。通常有三种温度可供试验,即最适复性温度、苛刻复性温度及非苛刻复性温度。温度的选择及温度对杂交的影响见表18-3。最适复性温度(Optimunm renaturation temperature, TOR):Tor =Tm –25℃
苛刻复性温度:Ts = Tm –(10或15℃)
非苛刻复性温度:Tns =Tm –(30或35℃)(六)杂交的严格性
影响杂交体稳定性的因素决定着杂交条件的严格性。一般认为在低于杂交体?(七)杂交反应时间
在条件都得到满足的情况下,杂交的成败就取决于保温时间。时间短了,杂交反应不完成;时间长了也无益,会引起非特异结合增多。一般杂交反应要进行20h左右。1966年Britten和Kohne 推荐用Cot =值来计算杂交反应时间。Cot 值实际上是杂交液中单链起始浓度(Co)和反应时间(t)的乘积。实验表明Cot =100时,杂交反应基本完成。Cot=0,基本上没有杂交。例如在液相杂交中未标记的DNA 400μg/ml(按单股