荧光原位杂交技术原理
荧光原位杂交技术及其应用
荧光原位杂交技术及其应用作者：钱文丹陈波利来源：《乡村科技》2018年第25期[摘要] 荧光原位杂交技术是通过核酸探针杂交施加非放射性荧光物质的技术，是分子细胞中较优异的一种遗传学工具，具有良好的应用前景。
基于此，本文介绍荧光原位杂交技术的原理、技术要点，并探究其发展及应用情况。
[关键词] 荧光原位杂交技术；多色荧光原位杂交；组织微阵排列技术[中图分类号] Q781 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909（2018）25-51-21 荧光原位杂交技术原理荧光原位杂交技术（Fluorescence in situ hybridization，FISH）是一种重要的非放射性原位杂交技术。
其基本原理是如果被检测的染色体或DNA纤维切片上的靶DNA与所用的核酸探针是同源互补的，二者经变性—退火—复性，即可形成靶DNA与核酸探针的杂交体。
将核酸探针的某一种核苷酸标记上报告分子如生物素、地高辛，可利用该报告分子与荧光素标记的特异亲和素之间的免疫化学反应，经荧光检测体系在镜下对待测DNA进行定性、定量或相对定位分析[1]。
与其他杂交技术进行综合比较发现，荧光原位杂交技术（FISH）具有一些优势：循环周期短，稳定性高，非常安全；分辨率高，为3～20 Mb；探针能较长时间保存；多色标记，简单直观；在荧光显微镜下在同一切片上同时观察几种DNA探针的定位，直接得到其相对序列和位置，从而大大加速生物基因组和功能基因组定位的研究。
2 荧光原位杂交技术要点FISH选用的标本可以是分裂期细胞染色体，也可以是间期细胞。
生物素、地高辛、Dinitrophenyl（DNP）、Aminoacetyl Fluorine（AAF）等均可用于探针标记。
近年来，大片段的DNA探针（100～400 kb）已被研制出来，由于控针较长，故可将荧光物质直接标记在核苷酸上，使杂交过程进一步简化，而且杂交信号更强。
荧光原位杂交可以通过CCD（电荷耦合器件）相机系统或激光共聚焦扫描成像系统将摄取的信号存储在计算机中，经过软件特殊处理后显示在屏幕上。
荧光原位杂交(fish)
荧光原位杂交技术荧光原位杂交技术（fluorescence in situ hybridization），简称FISH。
是利用荧光标记的特异核酸探针与细胞内相应的靶DNA分子或RNA分子杂交，通过在荧光显微镜或共聚焦激光扫描仪下观察荧光信号，来确定与特异探针杂交后被染色的细胞或细胞器的形态和分布，或者是结合了荧光探针的DNA区域或RNA分子在染色体或其他细胞器中的定位。
中文名fish外文名fluorescent in situ hybridization建立时间1986年发展历程1969年，Pardue和John等两个研究小组开始采用放射性标记DNA或28S RNA发明了原位杂交技术（ISH）。
尽管当时原位杂交技术已经具有较高的特异性和灵敏度，但鉴于放射性同位素自身特性的局限，如安全性、空间分辨率低、不稳定性等问题，这项技术仅限于实验室研究方面的应用。
1986年科研工作者开始利用异硫氰酸盐荧光素来标记探针，并在荧光显微镜下进行观察分析，建立了荧光原位杂交技术（FISH）。
1989年，Delong首次使用荧光标记寡核苷酸探针检测单个微生物细胞。
由于FISH技术具有敏感度高、信号强、背景低、快速等优点，该方法在环境微生物的检测中得到了广泛的应用。
随着科技的迅速发展，FISH探针标记物越来越多，不仅从单一荧光发展到多色荧光检测，而且应用范围也进一步扩大，不仅可以用于分裂相细胞而且可以用于间期细胞检测，为FISH技术的临床应用打下了坚实的基础。
操作步骤编辑播报（1）样品的固定；（2）样品的制备和预处理；（3）预杂交；（4）探针和样品变性；（5）用不同的探针杂交以检测不同的靶序列；（6）漂洗去除未结合的探针；（7）检测杂交信号，进行结果分析·荧光信号观察：将处理好的样品置于荧光显微镜下，选择分散较好的区域来观察。
三色（或者更多）荧光激发下，观察到不同颜色的荧光图像。
通常选用20X物镜来扫描样品杂交区域，40X或100X物镜下观察样品，从一定的方向进行计数，并对计数情况进行分析。
微生物荧光原位杂交实验技术
微生物荧光原位杂交实验技术背景微生物荧光原位杂交实验技术是在原位杂交技术的基础上发展而来的。
原位杂交技术最早应用于染色体分析，后来逐渐应用于微生物检测领域。
随着荧光标记技术的不断发展，人们开始利用荧光标记探针进行原位杂交，从而提高了检测的灵敏度和特异性。
原理微生物荧光原位杂交实验技术的原理是利用特定的荧光标记探针与细胞中的微生物进行杂交，从而将微生物定性和定量地检测出来。
该技术的基本原理是碱基互补配对原则，即探针的序列与待测微生物的序列互补，从而形成稳定的杂交双链。
利用荧光检测仪器检测荧光信号，从而实现对微生物的定量和定位分析。
实验方法样品的制备：将待测样品进行处理，使微生物细胞分离并保持活性。
探针的制备：将特定的DNA或RNA片段进行标记，形成荧光探针。
杂交反应：将样品和探针在一定条件下进行杂交反应，形成杂交双链。
洗涤和干燥：去除未结合的探针和杂质，保持杂交信号的特异性。
荧光检测：利用荧光检测仪器检测样品的荧光信号，并对数据进行处理和分析。
实验结果通过微生物荧光原位杂交实验技术，我们可以得到样品的定性和定量数据。
实验的成功率较高，特异性较强，能够清晰地检测出目标微生物的存在和数量。
该技术的灵敏度较高，可以检测出低拷贝数的微生物基因，为研究提供了有力的工具。
实验讨论微生物荧光原位杂交实验技术具有许多优势，如高特异性、高灵敏度和能够保持细胞结构的完整性等。
然而，该技术也存在一些不足之处，如探针制备过程较为繁琐、杂交反应条件要求较高以及荧光检测仪器价格昂贵等。
荧光探针的稳定性也可能影响实验结果的可靠性。
因此，在应用该技术时需要注意这些因素，并选择合适的探针和实验条件，以保证实验结果的准确性和可靠性。
结论微生物荧光原位杂交实验技术在研究领域具有广泛的应用前景。
除了在微生物检测方面的应用，该技术还可以应用于其他领域，如基因表达分析、细胞凋亡研究等。
虽然该技术存在一些不足之处，但随着技术的不断发展和优化，相信未来会有更多的应用前景等待着我们去探索和发现。
荧光原位杂交技术
非放射性标记法
直接法
荧光素（fluorescein）或其他荧光染料
间接法
地高辛（digoxigenin） 生物素（biotin）
1. 随机引物法 2. 缺口平移法 3. PCR法 4. 寡核苷酸末端标记法 5. 直接在探针3’或5’端合成
1. 0.5ml离心管中加入1ug探针DNA,加水置体系为16ul
原位杂交操作步骤
一、准备载玻片和固定材料 二、染色体标本制备和预处理 三、探针制备及标记 四、染色体标本变性 五、杂交 六、杂交后洗脱 七、免疫细胞化学检测 八、荧光显微镜观察及显微摄影
染色体标本制备
预处理
1、RNA酶处理
1） 每张玻片加100 μl 100 μg/ml RNase A (in 2x SSC) 37℃处理1小时
NaCl, 0.05% Tween 20] 37℃洗1x5min
免疫细胞化学检测
1பைடு நூலகம் TNT buffer冲洗 2. TNB buffer[100 mM Tris-HCl (pH 7.5), 150 mM
NaCl,0.5% blocking reagent] 3. Anti-DIG-荧光素(2 μg/ml, in TNB)37℃30min 4. TNT buffer冲洗3x5min 5. 乙醇系列脱水,气干 6. DAPI染色10min 7. 加Vectashield封片,荧光显微镜下观察并照相
5种荧光素联合标记人类24条染色体
荧光素 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 X Y
FITC ☆
☆☆ ☆
☆☆ ☆
☆☆☆ ☆
Cy3
荧光原位杂交
荧光原位杂交荧光原位杂交（FluorescenceInSituHybridization，FISH）是一种非常有效的分子生物学技术，用于检测DNA或RNA位点特异性引物与目标序列的杂交，从而直接识别和定位某些具体的DNA序列或RNA序列。
它可以用于细胞内检测和定位指定片段的序列特异性，以及在细胞间，组织切片中检测特定的基因等。
FISH技术最初由美国科学家Edward T. Krick在1980年发展出来，之后又发展出多种改良的技术，如碱基特异性FISH（DNA-FISH）、RNA固定FISH（RNA-FISH）、组织芯片FISH（Tissue Chip FISH）、荧光原位杂交芯片技术（FISH Chip）及基于ROMA的荧光原位杂交（ROMA-FISH）等。
荧光原位杂交技术可以用于研究和检测多种特定的基因或序列，这些基因或序列可能具有调节多种生物过程的功能，如细胞分化、细胞扩增、细胞凋亡、表达特定基因、或影响基因组稳定性，如癌症和其他遗传性疾病等。
FISH技术主要用于检测和定位染色体位点、染色体重组、非特异性和特异性的序列变异，还可以用于诊断疾病、研究发育分化等生物学过程。
荧光原位杂交技术的基本原理是：荧光探针的核酸碱基特异性与目标序列中的碱基结合形成杂交结合物，然后荧光探针发出特定的荧光信号，从而识别和定位目标序列。
FISH技术可以用不同的荧光探针显示出各种不同的颜色，从而检测不同的特定序列。
由于它的高灵敏度和特异性，FISH技术在临床诊断、癌症研究、多基因组学研究和其他生物学研究中得到了广泛应用。
荧光原位杂交技术的具体实施方法包括：（1）设计荧光探针，将其碱基特异性的序列选择性地与目标序列结合；（2）改变荧光探针的位置，使其较为精确地和目标序列结合；（3）观察荧光探针和目标序列结合后所产生的特征荧光信号；（4）对荧光信号进行识别和定位，以及与荧光探针的结合强度等进行估计。
荧光原位杂交技术的应用已经扩展到更多领域，如Karyotyping、FACS Analysis、Flow Cytometry、Chromatin Immunoprecipitation （ChIP）、分子影像学（Molecular Imaging）和系统生物学（Systems Biology）等，它们都是用于研究疾病，以及有助于对疾病的诊断和治疗提供依据的技术。
荧光原位杂交技术及其应用
荧光原位杂交技术及其应用作者：钱文丹陈波利来源：《乡村科技》 2018年第25期1 荧光原位杂交技术原理荧光原位杂交技术（Fluorescence in situ hybridization，FISH）是一种重要的非放射性原位杂交技术。
其基本原理是如果被检测的染色体或DNA纤维切片上的靶DNA与所用的核酸探针是同源互补的，二者经变性—退火—复性，即可形成靶DNA与核酸探针的杂交体。
将核酸探针的某一种核苷酸标记上报告分子如生物素、地高辛，可利用该报告分子与荧光素标记的特异亲和素之间的免疫化学反应，经荧光检测体系在镜下对待测DNA进行定性、定量或相对定位分析［1］。
与其他杂交技术进行综合比较发现，荧光原位杂交技术（FISH）具有一些优势：循环周期短，稳定性高，非常安全；分辨率高，为3～20 Mb；探针能较长时间保存；多色标记，简单直观；在荧光显微镜下在同一切片上同时观察几种DNA探针的定位，直接得到其相对序列和位置，从而大大加速生物基因组和功能基因组定位的研究。
2 荧光原位杂交技术要点FISH 选用的标本可以是分裂期细胞染色体，也可以是间期细胞。
生物素、地高辛、Dinitrophenyl（DNP）、AminoacetylFluorine（AAF）等均可用于探针标记。
近年来，大片段的DNA探针（100～400 kb）已被研制出来，由于控针较长，故可将荧光物质直接标记在核苷酸上，使杂交过程进一步简化，而且杂交信号更强。
荧光原位杂交可以通过CCD（电荷耦合器件）相机系统或激光共聚焦扫描成像系统将摄取的信号存储在计算机中，经过软件特殊处理后显示在屏幕上。
使用数码成像相机系统或CCD相机系统，灰度图像被拍摄几次并存储在计算机中，接下来通过一些人造色，软件系统接收获得的示例图像，经过软件的综合处理，最后以多色图像显示出来。
此外，在G-带状染色体被75 酒精或甲醇褪色后，FISH可以更清楚地识别易位。
FISH 技术和RFLP（Restrict Fragment Lenth Polymorphysim）结合，可以更准确地描述染色体长短臂的结构变化以及染色体梳子或复制品的性质。
荧光原位杂交技术原理及操作步骤
荧光原位杂交技术原理及操作步骤1974年Evans首次将染色体显带技术和染色体原位杂交联合应用，提高了定位的准确性。
20世纪70年代后期人们开始探讨荧光标记的原位杂交，即FISH技术。
1981年Harper成功地将单拷贝的DNA序列定位到G显带标本上，标志着染色体定位技术取得了重要进展。
20世纪90年代，随着人类基因组计划的进行，由于绘制高分辨人类基因组图谱的需要，FISH技术得到了迅速的发展和广泛应用。
1.原理 FISH(fluorescence in situ hybridization)技术是一种重要的非放射性原位杂交技术。
它的基本原理是:如果被检测的染色体或DNA纤维切片上的靶DNA与所用的核酸探针是同源互补的，二者经变性-退火-复性，即可形成靶DNA与核酸探针的杂交体。
将核酸探针的某一种核苷酸标记上报告分子如生物素.地高辛，可利用该报告分子与荧光素标记的特异亲和素之间的免疫化学反应，经荧光检测体系在镜下对待测DNA进行定性.定量或相对定位分析。
2.实验流程 FISH样本的制备→探针的制备→探针标记→杂交→染色体显带→荧光显微镜检测→结果分析。
3.特点原位杂交的探针按标记分子类型分为放射性标记和非放射性标记。
用同位素标记的放射性探针优势在于对制备样品的要求不高，可以通过延长曝光时间加强信号强度，故较灵敏。
缺点是探针不稳定.自显影时间长.放射线的散射使得空间分辨率不高.及同位素操作较繁琐等。
采用荧光标记系统则可克服这些不足，这就是FISH技术。
FISH技术作为非放射性检测体系，具有以下优点:1.荧光试剂和探针经济.安全；2.探针稳定，一次标记后可在两年内使用；3.实验周期短.能迅速得到结果.特异性好.定位准确；4.FISH可定位长度在1kb的DNA序列，其灵敏度与放射性探针相当；5.多色FISH通过在同一个核中显示不同的颜色可同时检测多种序列；6.既可以在玻片上显示中期染色体数量或结构的变化，也可以在悬液中显示间期染色体DNA的结构。
荧光原位杂交技术(fish)的基本原理和应用_理论说明
荧光原位杂交技术(fish)的基本原理和应用理论说明1. 引言1.1 概述荧光原位杂交技术（Fluorescence in situ Hybridization，简称FISH）是一种广泛应用于生物学研究的重要技术。
它通过在细胞或组织水平上定位和检测特定DNA或RNA序列的分布情况，可以提供关于基因组结构、功能和表达的有价值信息。
该技术最早于20世纪80年代被开发出来，并且经过不断改进与扩展，如今已成为分子生物学研究中不可或缺的工具之一。
1.2 文章结构本文将首先介绍荧光原位杂交技术的基本原理，包括DNA探针的选择与设计、杂交反应条件的优化以及检测与可视化方法。
然后，我们将深入探讨荧光原位杂交技术在生物医学研究领域、植物遗传研究领域和动物进化研究领域的应用实例。
接下来，我们将评述荧光原位杂交技术的优势与局限性，包括其高灵敏度、高分辨率等优势以及对样本处理要求高、无法确定基因功能等局限性。
最后，我们将给出结论并展望荧光原位杂交技术的未来发展方向。
1.3 目的本文的目的是系统地介绍荧光原位杂交技术的基本原理和应用领域，以帮助读者深入了解这一重要技术。
通过阅读本文，读者将能够全面了解荧光原位杂交技术在生物学研究中的作用和意义，并对该技术的优势与局限性有所了解。
此外，本文也将探讨该技术未来可能的发展方向，为读者提供展望与思考。
2. 荧光原位杂交技术基本原理:2.1 DNA探针的选择与设计:荧光原位杂交技术（FISH）是一种利用DNA或RNA分子作为探针，通过特异性互补配对识别和定位目标序列的方法。
在进行FISH实验时，首先需要选择合适的DNA探针。
DNA探针通常由由人工合成的寡聚核苷酸（oligonucleotide）或从天然来源提取得到的全长DNA片段构建而成。
选择DNA探针时，需要考虑以下因素：首先是目标序列的特异性，即该序列在待检测样品中是否具有较高的丰度，并且只存在于感兴趣的目标区域中。
其次是探针长度和两个主要互补区域之间核苷酸序列的碱基组成比例。
荧光原位杂交实验(FISH)
荧光原位杂交实验（FISH）荧光原位杂交（Fluorescence in situ hybridization FISH）是一门新兴的分子细胞遗传学技术，是20世纪80年代末期在原有的放射性原位杂交技术的基础上发展起来的一种非放射性原位杂交技术。
目前这项技术已经广泛应用于动植物基因组结构研究、染色体精细结构变异分析、病毒感染分析、人类产前诊断、肿瘤遗传学和基因组进化研究待许多领域。
1实验方法原理：荧光原位杂交（Fluorescence in situ hybridization FISH）是一门新兴的分子细胞遗传学技术，是20世纪80年代末期在原有的放射性原位杂交技术的基础上发展起来的一种非放射性原位杂交技术。
目前这项技术已经广泛应用于动植物基因组结构研究、染色体精细结构变异分析、病毒感染分析、人类产前诊断、肿瘤遗传学和基因组进化研究待许多领域。
FISH 的基本原理是用已知的标记单链核酸为探针，按照碱基互补的原则，与待检材料中未知的单链核酸进行异性结合，形成可被检测的杂交双链核酸。
由于DNA分子在染色体上是沿着染色体纵轴呈线性排列，因而可以探针直接与染色体进行杂交从而将特定的基因在染色体上定位。
与传统的放射性标记原位杂交相比，荧光原位杂交具有快速、检测信号强、杂交特异性高和可以多重染色等特点，因此在分子细胞遗传学领域受到普遍关注。
杂交所用的探针大致可以分类三类：1）染色体特异重复序列探针，例如α卫星、卫星III类的探针，其杂交靶位常大于1Mb，不含散在重复序列，与靶位结合紧密，杂交信号强，易于检测；2）全染色体或染色体区域特异性探针，其由一条染色体或染色体上某一区段上极端不同的核苷酸片段所组成，可由克隆到噬菌体和质粒中的染色体特异大片段获得；3）特异性位置探针，由一个或几个克隆序列组成。
探针的荧光素标记可以采用直接和间接标记的方法。
间接标记是采用生物素标记DNA探针，杂交之后用藕联有荧光素亲和素或者链霉亲和素进行检测，同时还可以利用亲和素-生物素-荧光素复合物，将荧光信号进行放大，从而可以检测500bp的片段。
原位杂交和荧光定量
原位杂交和荧光定量
原位杂交是一种将特定标记的已知顺序核酸为探针与细胞或组织切片中核酸进行杂交，从而对特定核酸顺序进行精确定量定位的过程。
基本原理是两条核苷酸单链片段，在适宜的条件下，能过氢键结合，形成DNA-DNA、DNA-RNA或RNA-RNA双键分子的特点，应用带有标记的（放射性同位素、荧光素生物素、地高辛等非放射性物质）DNA或RNA片段作为核酸探针，与组织切片或细胞内待测核酸（RNA或DNA）片段进行杂交，然后可用放射自显影等方法予以显示，在光镜或电镜下观察目的mRNA或DNA 的存在并定位。
荧光定量原位杂交技术则是一种分子遗传学实验技术，将直接与荧光素结合的寡聚核苷酸探针或采用间接法标记的寡聚核苷酸探针与变性后的染色体、细胞或组织中的核酸按照碱基互补配对原则进行杂交，经变性-退火-复性-洗涤后即可形成靶DNA 与核酸探针的杂交体，直接检测或通过免疫荧光系统检测，最后在荧光显微镜下显影，即可对待测DNA进行定性、定量或相对定位分析。
总的来说，原位杂交和荧光定量原位杂交都是一种在细胞或组织切片中定位特定核酸序列的技术，其中荧光定量原位杂交技术可以提供更多的定量和定性信息。
荧光原位杂交技术在生物学研究中的应用
荧光原位杂交技术在生物学研究中的应用在生物学研究中，荧光原位杂交技术是一种常见的分子生物学方法。
通过荧光标记探针，该技术可以在细胞、组织、器官、甚至整个生物体上可视化特定的DNA、RNA序列。
这使得生物学家可以研究细胞内基因表达和基因组组织，这对研究生物学和人类健康问题非常重要。
一、荧光原位杂交技术的概述荧光原位杂交技术利用生物分子之间的互补性进行研究。
DNA和RNA是生命体系中最为重要的分子之一，它们内在的互补性使它们能够识别彼此。
在荧光原位杂交技术中，荧光标记的核酸探针与需要研究的特定序列互补杂交。
这使得荧光探针可以准确地在细胞或组织中可视化。
这种荧光信号可以通过显微镜观察。
二、荧光原位杂交技术的种类荧光原位杂交技术有两种主要的类型:核酸杂交和免疫荧光染色。
1. 核酸杂交核酸杂交是在无细胞和细胞水平上进行的。
在细胞水平上，荧光原位杂交技术通常用于识别和定位细胞中的mRNA分子。
通过将可靠的延伸探针标记附着到mRNA序列上来实现它。
可靠的延伸探针是通过逆转录、克隆和序列分析来获得的，它们是荧光标记的短DNA序列或RNA分子。
在无细胞级别上，荧光原位杂交技术可用于检测细胞和组织中特定的DNA序列。
这是通过采用荧光标记的探针来实现的，这些探针可以杂交到要检测的DNA序列上并显示出荧光标记的颜色。
2. 免疫荧光染色免疫荧光染色是另一种荧光原位杂交技术。
这种方法利用荧光标记抗体来识别和定位特定的蛋白质分子。
准确的荧光探针可以准确地将抗体与依靠特定抗原结构的细胞或组织相结合，显示出特定的荧光标记。
这种方法能够用于检测特定受体、细胞结构或定点蛋白质位置。
三、荧光原位杂交技术的应用本节将介绍荧光原位杂交在生物学研究中的一些应用。
1. 基因表达和调控荧光原位杂交技术是了解该基因在细胞中表达的位置、发展和分化状态所必需的，无论是在发育过程中还是在成人身体中。
例如，基因1在胚胎发育中的表达模式可以通过荧光原位杂交技术来确定，并验证其在造血干细胞、软骨和骨中的表达模式。
荧光原位杂交(FISH)探针的制备及其应用
荧光原位杂交（FISH）探针的制备及其应用概述1、克隆性染色体异常是肿瘤的特征2、染色体异常常见的类型3、染色体异常的检测方法二、荧光原位杂交及其探针1、荧光原位杂交的原理2、荧光原位杂交的探针三、荧光原位杂交探针的制备和荧光原位杂交（按试验流程介绍）一、概述1、克隆性染色体异常是肿瘤的特征1914年德国遗传学家Boveri就提出染色体畸变与肿瘤起源相关，然而这还仅仅只是一个假说；1960年Nowell和Hungerford在7例慢性髓系白血病（chronic myeloid leukemia，CML）的患者中发现后来被称为费城染色体（Philadelphia chromosome）的微小染色体；1973年Rowley证实了Ph染色体是9号和22号染色体易位所致，这是人们在肿瘤中认识到的第一个染色体易位；目前，已经有11,500篇文献报道了55,600多种克隆性细胞遗传学异常。
这些染色体畸变，尤其是染色体易位及其相应的融合基因在肿瘤致病的起始阶段有着重要的作用，无不说明克隆性细胞遗传学异常是肿瘤的特征，在肿瘤起源中起重要作用。
下图是各种疾病报告的克隆性染色体异常病例数2、染色体异常的常见类型染色体异常指数目异常和结构异常两类：前者包括整条染色体数目的扩增和缺失；后者包括染色体易位、插入、倒置、区带的缺失或扩增等。
下图是染色体数目异常染色体结构异常3、染色体异常的检测方法染色体异常的识别得益于二十世纪六十年代后发展起来的胰蛋白酶－姬姆萨染色和常规显带技术，使得常规筛查全基因组染色体异常和检测染色体核型改变成为可能。
染色体显带是细胞遗传学分析技术中标准和常用的方法，但耗时且依赖于获得良好的分裂相，还难于分析复杂和隐匿的异常。
PCR或荧光原位杂交（FISH，fluorescent in situ hybridization）对染色体异常的检出依赖于引物或探针与模板的结合，因此较常规显带具有更高的特异性，是高通量检测染色体异常的敏感和特异的方法。
荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)
荧光原位杂交（Fluorescence in situ hybridization,FISH）实验原理荧光原位杂交（Fluorescence in situ hybridization FISH）是一门新兴的分子细胞遗传学技术，是20世纪80年代末期在原有的放射性原位杂交技术的基础上发展起来的一种非放射性原位杂交技术。
目前这项技术已经广泛应用于动植物基因组结构研究、染色体精细结构变异分析、病毒感染分析、人类产前诊断、肿瘤遗传学和基因组进化研究待许多领域。
FISH 的基本原理是用已知的标记单链核酸为探针，按照碱基互补的原则，与待检材料中未知的单链核酸进行异性结合，形成可被检测的杂交双链核酸。
由于DNA分子在染色体上是沿着染色体纵轴呈线性排列，因而可以探针直接与染色体进行杂交从而将特定的基因在染色体上定位。
与传统的放射性标记原位杂交相比，荧光原位杂交具有快速、检测信号强、杂交特异性高和可以多重染色等特点，因此在分子细胞遗传学领域受到普遍关注。
杂交所用的探针大致可以分类三类：1）染色体特异重复序列探针，例如α卫星、卫星III类的探针，其杂交靶位常大于1Mb，不含散在重复序列，与靶位结合紧密，杂交信号强，易于检测；2）全染色体或染色体区域特异性探针，其由一条染色体或染色体上某一区段上极端不同的核苷酸片段所组成，可由克隆到噬菌体和质粒中的染色体特异大片段获得；3）特异性位置探针，由一个或几个克隆序列组成。
探针的荧光素标记可以采用直接和间接标记的方法。
间接标记是采用生物素标记DNA 探针，杂交之后用藕联有荧光素亲和素或者链霉亲和素进行检测，同时还可以利用亲和素-生物素-荧光素复合物，将荧光信号进行放大，从而可以检测500bp的片段。
而直接标记法是将荧光素直接与探针核苷酸或磷酸戊糖骨架共价结合，或在缺口平移法标记探针时将荧光素核苷三磷酸掺入。
直接标记法在检测时步骤简单，但由于不能进行信号放大，因此灵敏度不如间接标记的方法。
荧光原位杂交技术
该技术最早是Pardue and Gall (1969)和John et al. (1969)分别独立建 立起来的。当时使用的放射性标记探针，利用放射自显影检测一些高度重复序列 DNA在染色体上的定位，此后原位杂交技术日益成为生物医学领域的一种十分 重要的技术手段。尽管放射性标记探针灵敏度很高，能够检测小至几百个碱基对 的DNA序列，但是由于同位素的安全问题、半衰期、信号统计等限制了此项技 术的广泛应用，后来逐渐发展出了非放射性标记探针原位杂交技术。
非放射性标记法
直接法
荧光素（fluorescein）或其他荧光染料
间接法
地高辛（digoxigenin） 生物素（biotin）
1. 随机引物法 2. 缺口平移法 3. PCR法 4. 寡核苷酸末端标记法 5. 直接在探针3’或5’端合成
1. 0.5ml离心管中加入1ug探针DNA,加水置体系为16ul
5种荧光素联合标记人类24条染色体
荧光素 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 X Y
FITC ☆
☆☆ ☆
☆☆ ☆
☆☆☆ ☆
Cy3
△ △ △ △ △△
△
△
△△
Cy3.5
○
○○
○○ ○○
○○ ○ ○
Cy5
※※※※
※※
※※※※
4. 混匀离心，置于37℃温育1小时~20小时
5. 65 ℃处理10min终止反应
染色体标本变性
共变性
杂交液加到标本上封片，置80 ℃烘箱中10分钟
荧光原位杂交FISH技术---经典全面
FITC/594 Avdin TSA-Biotin 放大系统
过氧化物酶（POD）/ 磷酸酶（AP）
连接臂
地高辛标记探针
探针制备流程
RNA抽提
反转cDNA
质粒合成
带有T7、SP6序列及 目的基因的质粒
扩增目的基因
设计带有T7/SP6/T3 序列的引物
线性化 体外转录 地高辛标记探针合成反应
荧光原位杂交技术新进展
M-FISH，armFISH(42-color M-FISH), SKY BAC-FISH, YAC-FISH Fiber-FISH PRINS ( Primed in situ DNA synthesis)引物原位DNA 合成
技术 IS-PCR (in situ polymerase chain reaction) 原位PCR GISH(Genome in situ Hybridization)基因组原位杂交 Immuno-FISH 3D-FISH Q-FISH（Quantitative-FISH），Flow-FISH T-FISH（Tissue-FISH）or (Telomere-FISH) RNA-FISH
基因组原位杂交（GISH）
RNA-FISH
T-FISH
蚕豆
红小豆
黄豆
豇豆
绿豆
水 稻
小 麦
玉 米
欢迎大家批评指正!!
荧光原位杂交技术
荧光原位杂交技术
一、技术原理 二、操作步骤 三、技术应用 四、技术进展
技术原理
原位杂交技术in situ hybridization(ISH)：通过 已知的碱基序列并带有标记物的探针与组织、细胞 中待测的mRNA进行特异性结合，形成杂交体，然 后再运用与标记物相应的检测系统，在核酸的原有 位置对其进行定位的方法。
DNA荧光原位杂交（FISH）简要综述
DNA荧光原位杂交（FISH）简要综述DNA荧光原位杂交（FISH）简要综述DNA荧光原位杂交（FISH）技术是70年代末80年代初开始发展起来的一种重要的非放射性原位杂交技术，它的基本原理是将DNA探针用特殊修饰的核苷酸分子标记（如biotin-dUTP或digoxigenin-dUTP），然后将标记的探针直接原位杂交到染色体或DNA纤维切片上，再用与荧光素分子偶联的单克隆抗体与探针分子特性结合来检测DNA序列在染色体或DNA纤维上的定位。
利用FISH进行DNA序列的定位具有实验周期短、灵敏度高、分辨率高、直观可见等优点。
总的说来，FISH技术的发展沿着两条路线前进：一方面是采用不同的探针，从而衍生出许多FISH新技术，如Muticolor-FISH、CGH、GISH、CISS、BAC-FISH、Chromosome Painting、Rreverse Chromosome Painting等等；另一方面则是努力提高FISH技术的分辨率，将靶目标从中期染色体发展到DNA纤维，使其分辨率由1Mb 发展到1kb,这更进一步拓展了FISH技术的应用领域，成为分子细胞遗传学的一项代表技术。
A．不同探针的应用：1．以基因组为探针的GISH技术可以定位外源DNA片段在染色体上的位置、大小、插入点等。
Durnam（1985）首先将GISH应用于体细胞杂种的异源染色体检测。
本实验室采用GISH方法在小麦中成功定位了许多外源染色体、染色体片段以及染色体结构变异。
2．以不同的荧光素标记探针的Muticolor-FISH，可以同时定位不同探针序列的分布。
1990年Nederlof等创建了多色荧光原位杂交技术。
他们用生物素、AAF（氨基乙酰荧光素）和CP三种半抗原对不同探针作单、双、三标记，再用这三种半抗原相应的分别标记了异硫氰酸荧光素（FITC，绿色）、氨甲香豆素乙酸（AMCA，蓝色）和碱性蕊香红（TRITC，红色）的抗体来检测荧光，该技术最多可同时观察7个靶染色体。
荧光原位杂交技术的原理
荧光原位杂交技术的原理
荧光原位杂交技术技术原理是将荧光素直接或间接标记的核酸探针[或生物素、地高辛、dinit rophenyl（I）NP）、aminoacetylAAFfluorine（AAF）等标记的核酸探针与待测样本中的核酸序列按照碱基互补配对的原则进行杂交，经洗涤后直接在荧光显微镜下观察。
荧光原位杂交技术是一种重要的非放射性原位杂交技术，原理是利用报告分子（如生物素、地高辛等）标记核酸探针，然后将探针与染色体或DNA纤维切片上的靶DNA杂交，若两者同源互补，即可形成靶DNA与核酸探针的杂交体。
此时可利用该报告分子与荧光素标记的特异亲和素之间的免疫化学反应，经荧光检测体系在镜下对待DNA进行定性、定量或相对定位分析。
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荧光原位杂交技术原理
荧光原位杂交技术（fluorescence in situ hybridization，FISH）
是一种用于检测和定位靶标DNA序列的方法。
其原理是利用
荧光标记的DNA探针与靶标DNA特异性结合，通过荧光显
微镜观察细胞核内荧光信号的强度和位置，从而确定目标
DNA序列在细胞核中的位置和数量。
荧光原位杂交技术的步骤包括标记DNA探针、固定细胞样品、使细胞核开放透明化、探针与目标DNA杂交、洗涤去掉无特
异连接的探针、显微镜观察和分析。
在标记DNA探针的过程中，将目标DNA序列特异性引物和
荧光标记的核苷酸引物结合，通过聚合酶链反应使DNA探针
荧光标记。
标记DNA探针可以选择性地与目标DNA序列进
行互补结合。
固定细胞样品后，可以通过化学方法将细胞膜破裂并使细胞核透明化，使DNA探针能够更好地进入细胞核。
随后将标记好
的DNA探针加入样品中，在适当的温度下进行DNA杂交反应。
如果目标DNA序列在细胞核中存在，则DNA探针与目
标DNA序列结合，形成探针-目标DNA复合物。
在杂交反应后，需要进行洗涤步骤以去除无特异连接的DNA
探针。
这样可以提高荧光信号的特异性和强度。
最后，利用荧光显微镜观察样品中的荧光信号。
荧光探针与目标DNA序列结合后会发出特定颜色的荧光信号，可以通过观
察荧光信号的位置和强度来确定目标DNA序列在细胞核中的位置和数量。
荧光原位杂交技术可以应用于医学诊断、基因定位等领域，成为研究细胞遗传学和基因组学的重要工具。