(完整版)PCR反应体系组分适合浓度范围
PCR的反应体系主要包括哪些
PCR的反应体系主要包括哪些PCR(聚合酶链式反应)是一种在分子生物学和遗传学研究中广泛应用的技术。
它是通过扩增DNA片段的方法,使得微量的DNA能够在体外得到大量复制。
PCR的反应体系主要包括以下几个关键组分:引物、DNA模板、聚合酶、缓冲溶液和dNTP。
引物PCR反应需要两种引物,称为前向引物和反向引物。
它们是用来定位要扩增的DNA 区域的短链RNA或DNA片段。
引物的设计是PCR反应中非常关键的一步,需要根据DNA序列的特点来选择适当的引物。
合理的引物设计可以提高扩增效率和特异性。
DNA模板PCR反应的DNA模板通常是从细胞或组织中提取出来的DNA。
模板可以是基因组DNA、cDNA或已知序列的DNA片段。
PCR通过基本的核酸配对准则,利用引物将所需的DNA片段扩增出来。
聚合酶PCR反应中所使用的聚合酶是一种特殊的酶,称为DNA聚合酶。
常用的DNA聚合酶有Taq聚合酶和Pfu聚合酶等。
聚合酶能够识别DNA模板上的引物结合位点,并在这个基础上合成新的DNA链。
它具有高度稳定的酶活性和较高的耐热性,使得PCR反应可以在高温条件下进行。
缓冲溶液缓冲溶液是PCR反应中的重要组分之一,它提供了适当的pH值和离子平衡条件,使反应能够在适宜的环境中进行。
缓冲溶液通常含有Tris-HCl、KCl等成分,以维持反应的稳定性和效率。
dNTPPCR反应需要四种脱氧核苷酸三磷酸盐(dNTPs)作为合成新DNA链的原料。
这四种成分分别是脱氧腺嘌呤核苷酸(dATP)、脱氧鸟嘌呤核苷酸(dGTP)、脱氧胸腺嘧啶核苷酸(dTTP)和脱氧胞嘧啶核苷酸(dCTP)。
它们提供了构建新DNA链所需要的碱基。
反应条件PCR反应还需要适当的温度条件下进行。
常见的PCR反应温度是95°C的高温变性步骤、50-60°C的引物结合步骤和72°C的DNA链合成步骤。
这些温度可以使PCR反应能够在合理的时间内完成扩增。
PCR反应程序设置哪些参数最重要
PCR反应程序设置哪些参数最重要PCR(聚合酶链反应)是一种常用的分子生物学技术,用于扩增DNA序列,从而在实验室中大量产生特定的DNA片段。
PCR反应的成功与否,关键在于合理设置PCR反应的各项参数。
本文将讨论PCR反应中最重要的参数设置。
引物设计PCR反应的第一个重要参数是引物设计。
引物是PCR反应中的两个短DNA片段,能够识别并结合到待扩增的目标DNA序列的两端。
引物的序列需要与目标序列高度特异性匹配,避免与其他非目标DNA序列发生非特异性扩增。
合理选择引物还需要考虑引物的长度、GC含量和互补性。
通常来说,引物长度应在18到25个核苷酸之间,GC含量应在40%至60%之间。
此外,引物的互补性也要避免引物之间形成二聚体或异聚体,影响PCR反应的效率和特异性。
温度参数温度是PCR反应中的另一个重要参数,包括Denaturation(变性)、Annealing(退火)和Extension(延伸)三个阶段的温度。
Denaturation阶段通常需要高温(通常为94℃至98℃)来使DNA双链解开成两条单链。
Annealing阶段需要将温度降低到与引物匹配的特定温度,使引物与目标DNA序列结合并引发扩增。
通常,合适的退火温度应在引物的Tm值(熔解温度)附近。
Tm值是指DNA的两个单链在一定条件下解开的温度。
Tm值的计算可以用公式Tm= 4 × (G + C) + 2 × (A + T),其中A、T、G和C分别表示核苷酸A、T、G和C的数量。
Extension阶段需要较低的温度(通常为68℃至72℃),使DNA聚合酶结合在引物的3’端,并合成新的DNA链。
反应时间反应时间是PCR反应中确定的一个重要参数。
反应时间需要考虑参与PCR扩增的DNA模板的长度以及目标DNA的扩增比例。
通常情况下,PCR反应时间不宜过长也不宜过短。
如果反应时间过长,可能会导致非特异性扩增的发生,产生多个不需要的DNA片段。
pcr反应体系的组成及各组分作用
pcr反应体系的组成及各组分作用
PCR,即链式酶聚合反应,反应管中各组分如下:
1.扩增缓冲液:
缓冲液有助于酶的稳定,是给聚合酶提供一个最适合酶催化反应条件;
2.4种dNTP混合物:
四种脱氧核苷酸,是DNA的原料;
3.引物:
DNA合成不能从零开始,必须要有引物,从引物末端开始延伸,合成整条链;
4.模板:
DNA合成需要模板链;
5.Taq DNA聚合酶:
催化PCR反应,该酶是从Thermus aquaticus细菌中提取的特殊的耐热DNA聚合酶,可以耐受90℃以上的高温而不失活,不需要每个循环加酶,使PCR技术变得非常简捷、同时也大大降低了成本;
6.Mg2+:
Mg与dNTP以及DNA模板结合形成复合体,只有这种复
合体才能被DNA聚合酶识别;
7.加双或三蒸水:
调节反应体系的浓度用;。
pcr扩增实验步骤
pcr扩增实验步骤PCR(聚合酶链式反应)是一种广泛应用于分子生物学领域的实验技术,可用于扩增DNA片段。
以下是PCR扩增实验的一般步骤:1.收集样本:从所需的生物体中收集样本,例如细胞、组织或血液。
确保样本质量良好,避免污染。
2.DNA提取:使用适当的DNA提取方法从样本中提取DNA。
常见的提取方法包括酚-氯仿法、石蜡片法、辣根酸法等。
3. DNA定量:使用分光光度计或荧光检测仪测量提取的DNA的浓度。
确保DNA浓度适当,通常为50-100 ng/μl。
4.准备PCR反应体系:根据反应所需组分的浓度,将反应体系中的各种试剂和DNA片段以适当比例混合。
一般的PCR反应体系包括DNA模板、引物、dNTPs、聚合酶、缓冲液和水。
5.DNA扩增条件的优化:根据所用DNA片段和引物的长度,调整PCR反应条件,如变性温度(94-98°C)、退火温度(50-68°C)和延伸时间(1-2分钟)。
6.PCR循环:设置PCR仪的循环程序,其中包括变性、退火和延伸的循环。
通常进行25-35个循环。
7.PCR产物分析:使用琼脂糖凝胶电泳或其他适当的方法检测PCR产物。
通过将扩增反应混合物加入琼脂糖凝胶槽中,并在电泳室中施加电场进行游离电泳。
然后,使用紫外线照射仪观察琼脂糖凝胶上的DNA条带。
8. PCR产物与DNA序列分析:将PCR产物纯化并进行测序。
纯化可以使用商业PCR产物纯化试剂盒进行。
测序可以使用Sanger测序或其他高通量测序技术进行。
9.数据分析:通过比较PCR产物与目标序列的DNA序列,确定扩增是否成功。
如果目标序列与PCR产物一致,则证明PCR扩增成功。
10.数据表达与报告:将实验结果整理为数据表和图形,并合理解释实验结果。
最后,撰写实验报告,包括实验目的、方法、结果和结论等。
总结:PCR扩增是一种常用的分子生物学技术,可用于快速、高效地扩增DNA片段。
通过遵循上述步骤,实验人员可以成功进行PCR扩增实验,并用于研究DNA序列、基因表达等各种生物学研究。
PCR反应条件体系总结
PCR反应条件体系总结PCR技术概论聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction ,PCR)是80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术。
它具有特异、敏感、产率高、快速、简便、重复性好、易自动化等突出优点;能在一个试管内将所要研究的目的基因或某一DNA片段于数小时内扩增至十万乃至百万倍,使肉眼能直接观察和判断;可从一根毛发、一滴血、甚至一个细胞中扩增出足量的DNA供分析研究和检测鉴定。
过去几天几星期才能做到的事情,用PCR几小时便可完成。
PCR技术是生物医学领域中的一项革命性创举和里程碑。
PCR技术简史PCR的最早设想核酸研究已有100多年的历史,本世纪60年代末、70年代初人们致力于研究基因的体外分离技术,Korana于197 1年最早提出核酸体外扩增的设想:“经过DNA变性,与合适的引物杂交,用DNA聚合酶延伸引物,并不断重复该过程便可克隆tRNA基因”。
PCR的实现 1985年美国PE-Cetus公司人类遗传研究室的Mull is等发明了具有划时代意义的聚合酶链反应。
其原理类似于DNA的体内复制,只是在试管中给DNA的体外合成提供以致一种合适的条件---摸板DNA,寡核苷酸引物,DNA聚合酶,合适的缓冲体系,DNA 变性、复性及延伸的温度与时间。
PCR的改进与完善Mullis最初使用的DNA聚合酶是大肠杆菌DNA聚合酶I的Klenow片段,其缺点是:①Klenow酶不耐高温,90℃会变性失活,每次循环都要重新加。
②引物链延伸反应在37℃下进行,容易发生模板和引物之间的碱基错配,其PCR产物特异性较差,合成的DNA片段不均一。
此种以Klenow酶催化的PCR技术虽较传统的基因扩增具备许多突出的优点,但由于Klenow酶不耐热,在D NA模板进行热变性时,会导致此酶钝化,每加入一次酶只能完成一个扩增反应周期,给PCR技术操作程序添了不少困难。
这使得PCR技术在一段时间内没能引起生物医学界的足够重视。
pcr设计方案
PCR设计方案引言PCR(聚合酶链反应)是一种广泛应用于分子生物学研究和临床诊断的技术。
它能在体外复制DNA序列,并通过放大检测目标DNA的数量。
本文档旨在提供一种PCR设计方案,确保PCR实验的准确性和可靠性。
实验设计此PCR设计方案包括以下步骤:1.靶标选择:选择适合的DNA序列作为PCR反应的靶标。
确保靶标在目标样品中存在且具有生物学意义。
2.引物设计:设计合适的引物,以扩增目标DNA序列。
引物应满足以下要求:–引物长度:一般为18-30个碱基对。
–Tm值:引物的Tm值应接近或略高于PCR反应的最佳温度。
–引物间相互作用:引物对之间不应有明显的互相杂交,以避免产生非特异性扩增产物。
3.杂交温度优化:根据引物的Tm值确定PCR反应的最佳杂交温度。
通常,杂交温度设置为引物Tm值的5°C-10°C。
4.建立PCR反应体系:准备PCR反应体系,包括以下组分:–DNA模板:目标DNA的少量纯化物或DNA提取物。
–引物:前述设计的引物。
–DNA聚合酶:选择具有高稳定性和高扩增效率的DNA聚合酶。
–反应缓冲液:含有适当浓度的Mg^2+离子和其他辅助成分的缓冲液。
–dNTPs:四种单核苷酸。
–模板DNA稀释缓冲液:用于稀释目标DNA的高浓度溶液。
5.PCR扩增条件优化:对PCR扩增条件进行优化,包括:–初始变性步骤:将PCR反应体系加热至94°C-95°C,以解开DNA的双链结构。
–变性步骤:保持高温(94°C-95°C)以保持DNA变性状态。
–环式扩增步骤:设置合适的温度和时间,以使引物与目标DNA杂交并DNA 聚合酶在此温度下进行链延伸。
–末端延伸步骤:进行降温,以使DNA聚合酶完成末端延伸。
6.实验验证:进行PCR扩增并验证扩增产物的特异性。
可通过以下方法进行验证:–凝胶电泳:将PCR反应产物与DNA标准品一同进行凝胶电泳,以确定产物的大小和纯度。
PCR原理和反应体系
PCR原理和反应体系1. 引言核酸聚合酶链式反应(PCR)是一种广泛应用于分子生物学领域的技术。
PCR能够高效地扩增目标DNA序列,以便进行后续的分析和研究。
本文将介绍PCR的原理和反应体系。
2. PCR原理PCR方法是通过反复进行一系列的温度循环来实现DNA的扩增。
它基于DNA聚合酶的酶活性,使得DNA模板序列在体外得以复制,从而得到大量的目标DNA序列。
PCR的循环包括三个基本步骤:变性、退火和延伸。
2.1 变性在PCR的第一个循环中,反应体系被加热至接近100℃,使得DNA双链分离成两条单链。
这一步被称为变性。
变性步骤使得每条DNA链上的碱基相互解离,从而使DNA 模板能够提供单链的模板序列。
2.2 退火在PCR的第二个循环中,反应体系被冷却至合适的温度范围,使引物(primers)能够与模板DNA序列的特定区域发生互补配对。
引物是一段DNA序列,通过核酸序列互补性与目标序列的两端结合。
它定义了扩增的起点和终点。
2.3 延伸在PCR的第三个循环中,反应体系被加热至适宜的温度,使得DNA聚合酶能够沿着模板DNA链延伸引物,合成新的DNA链。
这一步骤使目标DNA序列得以扩增。
PCR的三个步骤会不断重复,以产生大量的目标DNA序列。
3. PCR反应体系PCR反应体系由数个组分构成,每个组分在反应中起着特定的作用。
3.1 DNA模板DNA模板是PCR反应中的起始材料。
它可以是从已知DNA源物提取的基因组DNA,也可以是通过限制性酶切等方法从其他DNA片段中获得的特定序列。
3.2 引物(primers)引物是PCR反应中的两个关键组分,用于定义扩增的起点和终点。
引物的设计应考虑到目标序列的特异性和互补性。
3.3 DNA聚合酶DNA聚合酶是PCR反应体系中的核心酶,它能够读取模板DNA,并配对引物序列,合成新的DNA链。
3.4 反应缓冲液反应缓冲液提供了适宜的pH和离子浓度条件,以维持聚合酶的活性和稳定性。
PCR反应体系中模板DNA推荐使用量
PCR反应体系中模板DNA推荐使用量PCR(Polymerase Chain Reaction)技术是一种用于体外扩增DNA片段的方法,包括三个关键步骤:变性、退火和扩增,其中模板DNA是至关重要的一个组分。
合理的模板DNA用量可以保证PCR反应的高效进行,并得到满意的扩增产物。
在实验设计时,我们通常需要根据所需扩增片段的大小、目标浓度和反应体系进行合理计算和定量。
本文将对PCR反应体系中模板DNA推荐使用量进行讨论和简要介绍。
在PCR反应中,模板DNA是PCR扩增的起始物质,它可以是基因组DNA、载体DNA和PCR扩增产物等。
模板DNA的初始浓度和使用量对PCR反应结果具有重要影响。
模板DNA的初始浓度通常以ng/μL或pg/μL为单位。
通常情况下,较高的模板DNA浓度可以提高PCR反应的效率和产物浓度。
然而,过高的模板DNA浓度可能会引起PCR反应异常或不可预测的结果。
模板DNA的浓度应根据所需扩增片段的大小和目标浓度进行合理调整。
一般情况下,对于小片段的扩增(100-500 bp),初始浓度为10-100 ng/μL;对于大片段的扩增(>1 kb),初始浓度为1-10 ng/μL比较适宜。
需要注意的是,在扩增反应中,模板DNA的浓度会逐渐降低,因为一部分DNA会被扩增为产物。
因此,在同一批次PCR反应中,可以适当提高模板DNA的浓度以确保产物的充分生成。
模板DNA的使用量应根据PCR反应体系的总体积合理确定。
PCR反应体系通常包括模板DNA、引物、酶、缓冲液和dNTPs等组分。
其中,模板DNA应占用反应体系的一个较小比例,以避免核酸的过剩。
为了简化计算,我们一般按照1%的体积比例来添加模板DNA,即PCR反应体系总体积的1%左右。
例如,对于50μL反应体系,可以添加0.5μL-5μL的模板DNA。
当PCR反应体系中的成分发生变化时,模板DNA的使用量也需要相应调整。
例如,如果引物浓度较高或目标片段较短,可以适当降低模板DNA 的使用量。
pcr反应体系包括哪些条件
PCR反应体系包括哪些条件引言PCR(聚合酶链式反应)是一种重要的分子生物学技术,常用于扩增和复制DNA片段。
PCR反应的成功与否与许多条件相关,包括反应体系的组成、温度、时间等因素。
本文将探讨PCR反应体系中需要考虑的关键条件。
PCR反应体系的组成PCR反应体系通常由以下组分组成:1.DNA模板:PCR反应的目的是扩增特定的DNA片段,因此必须提供含有目标DNA序列的DNA模板。
DNA模板可以是基因组DNA、cDNA等。
2.引物(primers):引物是PCR反应中的两个短小DNA片段,通过与目标DNA序列的两端互补结合,提供扩增的起始点。
引物的设计应考虑目标DNA序列的特异性和长度合适性,以避免非特异性扩增或引物间的二聚体形成。
3.dNTPs(脱氧核苷酸三磷酸盐):dNTPs是PCR反应中的四种单个核苷酸单元,包括dATP、dCTP、dGTP和dTTP。
它们是DNA聚合酶合成新DNA链所需的原料。
4.缓冲液:PCR反应需要在适当的条件下进行。
缓冲液可调节反应体系的pH值,维持适宜的离子浓度和稳定酶活性。
5.Mg2+离子:Mg2+离子是PCR反应中DNA聚合酶的辅因子之一,它们对酶的活性和特异性都起到重要作用。
反应体系中的Mg2+浓度应根据DNA聚合酶的要求进行优化。
6.DNA聚合酶:PCR反应需要一种高度稳定和高效的DNA聚合酶。
常用的DNA聚合酶有Taq聚合酶、Pfu聚合酶等。
PCR反应体系的关键条件1.反应体系的最终体积:PCR反应体系的最终体积通常在20至100微升之间。
体系体积的选择应基于反应所需的DNA模板量和反应物的浓度。
2.温度:PCR反应需要周期性地在不同温度下进行。
其中,最重要的包括:•脱氧步(denaturation):在这一步骤中,PCR反应将DNA的双链解开,使其变为单链。
通常在94-98°C的高温下进行。
•连接步(annealing):在这一步骤中,引物与目标DNA序列的两端互补结合。
qpcrcdna浓度范围 -回复
qpcrcdna浓度范围-回复关于qpcr(定量聚合酶链反应)的浓度范围,这项实验技术在生物医学研究中被广泛应用。
qpcr是一种高灵敏、高选择性的实验方法,用于定量测量目的基因在样本中的丰度。
在进行qpcr实验之前,首先要确定合适的浓度范围,以确保结果的准确性和可靠性。
qpcr实验需要考虑的关键因素之一是DNA或RNA模板的初始浓度。
初始浓度的选择取决于目的基因在样本中的相对丰度以及实验目的。
一般而言,推荐使用初始浓度在10^1到10^7拷贝/μL之间的模板。
这个范围可以满足大多数实验的要求,并提供了足够的信号强度和动态范围。
首先,为了确定合适的初始浓度范围,可以进行预实验。
在预实验中,可以测试一系列不同浓度的样品,以获得相关基因的荧光信号和相对应的Ct 值(荧光信号阈值周期)。
Ct值表示达到荧光信号阈值所需的PCR循环数,其值越小,模板初始浓度越高。
根据这些数据,可以确定最佳初始浓度范围,以确保在实际实验中获得可靠的结果。
一般而言,初始浓度范围应该涵盖相对丰度更高或更低的样本。
如果目的基因在样本中的丰度较低,初始浓度可以选择在10^1到10^4拷贝/μL 之间。
如果目的基因在样本中的丰度较高,初始浓度可以选择在10^4到10^7拷贝/μL之间。
这样可以确保实验中的信号在合适的范围内,避免信号饱和或过低而导致的测量误差。
另一个需要考虑的因素是引物和探针的最佳浓度范围。
引物和探针是用于放大和检测目的基因的关键分子工具。
通常情况下,引物和探针的最佳浓度应该在200到900nM之间。
在确定最佳浓度范围时,可以进行一系列实验,分别使用不同浓度的引物和探针,观察实验结果的效果和信号强度,并根据这些数据确定最佳的引物和探针浓度。
此外,还应该考虑到试剂的扩增效率。
扩增效率是指PCR反应中每一轮扩增的倍增系数,其越接近100,表示扩增效率越高。
一般而言,合适的扩增效率应该在90到110之间。
如果扩增效率过低,可能会导致结果的不准确或不可靠。
PCR反应的主要成份全面阐述
PCR反应的紧要成份全面叙述PCR反应中的紧要成份引物、4种三磷酸脱氧核苷酸(dNTP)、Mg2+、模板、Taq DNA聚合酶、反应缓冲液五部分构成。
各个组份都能影响 PCR 结果的好坏,下面认真分析:1. 引物PCR反应产物的特异性由一对上下游引物所决议。
引物的好坏往往是PCR成败的关键。
引物设计和选择目的DNA序列区域时可遵奉并服从下列原则:(1)引物长度约为16—30 bp,太短会降低退火温度影响引物与模板配对,从而使非特异性增高。
太长则比较挥霍,且难以合成。
(2)引物中G+C含量通常为40%—60%,可按下式大略估量引物的解链温度 Tm=4(G+C)+2(A+T)。
(3)四种碱基应随机分布,在3端不存在连续3个G或C,因这样易导致错误引发。
(4)引物3端最好与目的序列阅读框架中密码子第一或第二位核苷酸对应,以减少由于密码子摇摆产生的不配对。
(5)在引物内,尤其在3端应不存在二级结构。
(6)两引物之间尤其在3端不能互补,以防显现引物二聚体,减少产量。
两引物间最好不存在4个连续碱基的同源性或互补性。
(7)引物5端对扩增特异性影响不大,可在引物设计时加上限制酶位点、核糖体结合位点、起始密码子、缺失或插入突变位点以及标记生物素、荧光素等。
通常应在5端限制酶位点外再加1—2个保护碱基。
(8)引物不与模板结合位点以外的序列互补。
所扩增产物自身无稳定的二级结构,以免产生非特异性扩增,影响产量。
(9)简并引物应选用简并程度低的密码子,例如选用只有一种密码子的Met, 3端应不存在简并性。
否则可能由于产量低而看不见扩增产物。
(10)一般PCR反应中的引物终浓度为0.2—1.0 μmol/L。
引物过多会产生错误引导或产生引物二聚体,过低则降低产量。
利用紫外分光光度计,可精准明确计算引物浓度,在1cm光程比色杯中,260nm下,引物浓度可按下式计算:X mol/L= OD260/ A(16000)+C(70000)+G(12000)+T (9600)X:引物摩尔浓度,A、C、G、T:引物中4种不同碱基个数。
PCR反应体系
PCR反应体系PCR反应体系与反应条件标准的PCR反应体系:10×扩增缓冲液 10ul4种dNTP混合物各200umol/L 800ul引物各10~100pmol模板DNA 0.1~2ugTaq DNA聚合酶 2.5uMg2+ 1.5mmol/L加双或三蒸水至 100ulPCR反应五要素:参加PCR反应的物质主要有五种即引物、酶、dNTP、模板和Mg2+引物:引物是PCR特异性反应的关键,PCR 产物的特异性取决于引物与模板DNA互补的程度。
理论上,只要知道任何一段模板DNA序列,就能按其设计互补的寡核苷酸链做引物,利用PCR就可将模板DNA在体外大量扩增。
设计引物应遵循以下原则:①引物长度: 15-30bp,常用为20bp左右。
②引物扩增跨度:以200-500bp为宜,特定条件下可扩增长至10kb的片段。
③引物碱基:G+C含量以40-60%为宜,G+C太少扩增效果不佳,G+C过多易出现非特异条带。
ATGC最好随机分布,避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。
④避免引物内部出现二级结构,避免两条引物间互补,特别是3’端的互补,否则会形成引物二聚体,产生非特异的扩增条带。
⑤引物3’端的碱基,特别是最末及倒数第二个碱基,应严格要求配对,以避免因末端碱基不配对而导致PCR失败。
⑥引物中有或能加上合适的酶切位点,被扩增的靶序列最好有适宜的酶切位点,这对酶切分析或分子克隆很有好处。
⑦引物的特异性:引物应与核酸序列数据库的其它序列无明显同源性。
引物量:每条引物的浓度0.1~1umol或10~100pmol,以最低引物量产生所需要的结果为好,引物浓度偏高会引起错配和非特异性扩增,且可增加引物之间形成二聚体的机会。
酶及其浓度目前有两种Taq DNA聚合酶供应,一种是从栖热水生杆菌中提纯的天然酶,另一种为大肠菌合成的基因工程酶。
催化一典型的PCR反应约需酶量2.5U(指总反应体积为100ul时),浓度过高可引起非特异性扩增,浓度过低则合成产物量减少。
PCR反应
PCR反应体系与反应条件标准的PCR反应体系:10×扩增缓冲液 10ul4种dNTP混合物各200umol/L 800ul引物各10~100pmol模板DNA 0.1~2ugTaq DNA聚合酶 2.5uMg2+ 1.5mmol/L加双或三蒸水至 100ulPCR反应五要素:参加PCR反应的物质主要有五种即引物、酶、dNTP、模板和Mg2+引物:引物是PCR特异性反应的关键,PCR 产物的特异性取决于引物与模板DNA互补的程度。
理论上,只要知道任何一段模板DNA序列,就能按其设计互补的寡核苷酸链做引物,利用PCR就可将模板DNA在体外大量扩增。
设计引物应遵循以下原则:①引物长度: 15-30bp,常用为20bp左右。
②引物扩增跨度:以200-500bp为宜,特定条件下可扩增长至10kb的片段。
③引物碱基:G+C含量以40-60%为宜,G+C太少扩增效果不佳,G+C过多易出现非特异条带。
ATGC最好随机分布,避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。
④避免引物内部出现二级结构,避免两条引物间互补,特别是3’端的互补,否则会形成引物二聚体,产生非特异的扩增条带。
⑤引物3’端的碱基,特别是最末及倒数第二个碱基,应严格要求配对,以避免因末端碱基不配对而导致PCR失败。
⑥引物中有或能加上合适的酶切位点,被扩增的靶序列最好有适宜的酶切位点,这对酶切分析或分子克隆很有好处。
⑦引物的特异性:引物应与核酸序列数据库的其它序列无明显同源性。
引物量:每条引物的浓度0.1~1umol或10~100pmol,以最低引物量产生所需要的结果为好,引物浓度偏高会引起错配和非特异性扩增,且可增加引物之间形成二聚体的机会。
酶及其浓度目前有两种Taq DNA聚合酶供应,一种是从栖热水生杆菌中提纯的天然酶,另一种为大肠菌合成的基因工程酶。
催化一典型的PCR反应约需酶量2.5U(指总反应体积为100ul时),浓度过高可引起非特异性扩增,浓度过低则合成产物量减少。
pcr金标准
pcr金标准PCR技术是现代生物学和医学研究中最为重要的技术之一。
PCR技术以其高灵敏度、高特异性和高可靠性,已经广泛应用于基因诊断、基因治疗、药物筛选、疾病预后预测等领域。
然而,PCR技术本身的灵敏度、特异性和可靠性却受到了许多因素的影响,如PCR反应条件、试剂质量、样品质量等。
因此,各级标准化机构都出台了相应的PCR金标准,以确保PCR技术的精度、稳定性和可靠性。
以下是PCR金标准的简要介绍。
1.PCR反应条件标准PCR反应条件是影响PCR反应结果的最重要因素之一。
为保证PCR反应条件的准确性和可重复性,PCR金标准规定了PCR反应中的各项参数和标准值。
(1)反应体系:PCR金标准要求PCR反应体系必须包含适当浓度的DNA模板、引物、酶、缓冲液等,其中一些试剂的浓度及质量如下:(a)DNA模板:模板DNA的浓度应该在20-200ng/μl范围内,以避免模板DNA过多或过少导致PCR特异性降低或PCR反应阻碍。
(b)引物:引物的浓度应该在50-200nM之间,过低的引物浓度可能导致PCR反应失败。
(c)酶:PCR反应酶的浓度应该在1单位/50ul-3单位/50ul之间。
过低酶浓度会导致PCR反应时间过长,过高的酶浓度会导致PCR扩增产物异常。
(d)缓冲液:标准PCR缓冲液最常用的成分是Tris-HCl、MgCl2和KCl。
(2)PCR反应温度:PCR金标准规定PCR反应需要分为三个步骤:变性、退火和延伸。
PCR反应温度在不同步骤中的要求如下:(a)变性:反应器应该在95℃左右持续2-5分钟的变性机制使DNA的氢键被打碎,单链DNA得到解离,形成单链模板。
(b)退火:在这个步骤中,引物结合单链模板发生。
引物需要退火至低温,以增强引物与目标序列间的相互作用:退火温度通常在52-60℃之间。
(c)延伸:PCR反应在72℃左右的延伸过程中,DNA聚合酶从引物双端开始在单链模板上合成新的DNA链。
延伸过程的温度通常在68-74℃。
PCR参数
〔PCR的循环参数〕1、预变性(Initial denaturation).模板DNA完全变性对PCR能否成功至关重要,一般95℃加热3-5分钟。
2、引物退火(Primer annealing)退火温度一般需要凭实验(经验)决定。
退火温度对PCR的特异性有较大影响。
Tm值(解链温度)=4(G+C)+2(A+T)复性温度=Tm值-(5~10℃)在Tm值允许范围内,选择较高的复性温度可大大减少引物和模板间的非特异性结合,提高PCR反应的特异性。
复性时间一般为30~60sec,足以使引物与模板之间完全结合。
3、引物延伸引物延伸一般在72℃进行(Taq酶最适温度)。
延伸时间随扩增片段长短而定。
PCR反应的延伸温度一般选择在70~75℃之间,常用温度为72℃,过高的延伸温度不利于引物和模板的结合。
PCR延伸反应的时间,可根据待扩增片段的长度而定,一般1Kb以内的DNA片段,延伸时间1min是足够的。
3~4kb的靶序列需3~4min;扩增10Kb需延伸至15min。
延伸进间过长会导致非特异性扩增带的出现。
对低浓度模板的扩增,延伸时间要稍长些。
4、循环中的变性步骤循环中一般95℃,30秒足以使各种靶DNA序列完全变性:变性时间过长损害酶活性,过短靶序列变性不彻底,易造成扩增失败。
每完成一个循环需2~4分钟5、循环数大多数PCR含25-35循环,过多易产生非特异扩增。
6、最后延伸在最后一个循环后,反应在72℃维持5-15分钟.使引物延伸完全,并使单链产物退火成双链。
PCR反应的延伸温度一般选择在70~75℃之间,常用温度为72℃,过高的延伸温度不利于引物和模板的结合。
PCR延伸反应的时间,可根据待扩增片段的长度而定,一般1Kb以内的DNA片段,延伸时间1min是足够的。
3~4kb的靶序列需3~4min;扩增10Kb需延伸至15min。
延伸进间过长会导致非特异性扩增带的出现。
对低浓度模板的扩增,延伸时间要稍长些。
PCR反应五要素
PCR反应的五要素1、引物引物是PCR特异性反应的关键,PCR 产物的特异性取决于引物与模板DNA互补的程度。
理论上,只要知道任何一段模板DNA序列,就能按其设计互补的寡核苷酸链做引物,利用PCR就可将模板DNA在体外大量扩增。
设计引物应遵循以下原则:①引物长度:15-30bp,常用为20bp左右。
②引物扩增跨度:以200-500bp为宜,特定条件下可扩增长至10kb的片段。
③引物碱基:G+C含量以40-60%为宜,G+C太少扩增效果不佳,G+C过多易出现非特异条带。
ATGC最好随机分布,避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。
④避免引物内部出现二级结构,避免两条引物间互补,特别是3’端的互补,否则会形成引物二聚体,产生非特异的扩增条带。
⑤引物3’端的碱基,特别是最末及倒数第二个碱基,应严格要求配对,以避免因末端碱基不配对而导致PCR失败。
⑥引物中有或能加上合适的酶切位点,被扩增的靶序列最好有适宜的酶切位点,这对酶切分析或分子克隆很有好处。
⑦引物的特异性:引物应与核酸序列数据库的其它序列无明显同源性。
引物量:每条引物的浓度0.1~1umol或10~100pmol,以最低引物量产生所需要的结果为好,引物浓度偏高会引起错配和非特异性扩增,且可增加引物之间形成二聚体的机会。
2、酶目前有两种Taq DNA聚合酶供应,一种是从栖热水生杆菌中提纯的天然酶,另一种为大肠菌合成的基因工程酶。
催化一典型的PCR反应约需酶量2.5U(指总反应体积为100ul 时),浓度过高可引起非特异性扩增,浓度过低则合成产物量减少。
3、dNTPdNTP的质量与浓度和PCR扩增效率有密切关系,dNTP粉呈颗粒状,如保存不当易变性失去生物学活性。
dNTP溶液呈酸性,使用时应配成高浓度后,以1M NaOH或1M Tris。
HCL的缓冲液将其PH调节到7.0~7.5,小量分装,-20℃冰冻保存。
多次冻融会使dNTP 降解。
在PCR反应中,dNTP应为50~200umol/L,尤其是注意4种dNTP的浓度要相等( 等摩尔配制),如其中任何一种浓度不同于其它几种时(偏高或偏低),就会引起错配。