实时荧光定量PCR
实时荧光定量PCR的研究进展及其应用
实时荧光定量PCR的研究进展及其应用一、本文概述实时荧光定量PCR(Real-Time Quantitative PCR,简称qPCR)是一种在分子生物学领域广泛应用的分子生物学技术,它能够在PCR 扩增过程中实时监测反应产物的积累,从而精确地定量目标DNA或RNA的初始浓度。
自20世纪90年代诞生以来,qPCR技术以其高灵敏度、高特异性、快速性和定量准确等优点,在基因表达分析、病原体检测、基因型鉴定、基因突变分析、药物研发等多个领域发挥了重要作用。
随着技术的不断发展和完善,实时荧光定量PCR已成为现代生物学研究中不可或缺的工具。
本文旨在全面综述实时荧光定量PCR技术的最新研究进展,包括其原理、方法、技术优化、应用领域的拓展以及面临的挑战等。
文章首先简要介绍qPCR技术的基本原理和常用方法,然后重点论述近年来在技术优化、多重PCR、数字化PCR等方向上的进展。
接着,本文详细探讨实时荧光定量PCR在基因表达分析、病原体检测、基因型鉴定、基因突变分析、药物研发等领域的应用案例和前景。
文章还将讨论实时荧光定量PCR面临的挑战,如引物设计、数据分析等问题,并提出相应的解决方案。
通过本文的综述,读者可以对实时荧光定量PCR技术的最新进展和应用有一个全面的了解,为相关研究提供参考和借鉴。
二、实时荧光定量PCR的基本原理与技术特点实时荧光定量PCR(Real-time Fluorescent Quantitative PCR,简称qPCR)是一种在PCR扩增过程中,通过对荧光信号的实时检测,对特定DNA片段进行定量分析的技术。
其基本原理是利用荧光染料或荧光标记的特异性探针,在PCR反应过程中实时检测PCR产物量的变化,从而得到DNA模板的初始浓度。
实时性:通过荧光信号的实时检测,可以实时了解PCR产物的生成情况,无需PCR结束后进行电泳等后续操作,大大缩短了实验时间。
定量性:通过标准曲线的建立,可以准确地计算出DNA模板的初始浓度,实现了PCR的定量分析。
实时荧光定量PCR国际化标准(二)2024
实时荧光定量PCR国际化标准(二)引言概述实时荧光定量PCR(Polymerase Chain Reaction)是一种高灵敏、高特异性的核酸检测技术,广泛应用于疾病诊断、基因表达分析和药物研究等领域。
为了实现方法和数据的国际标准化,国际上制定了实时荧光定量PCR的国际化标准。
本文旨在介绍实时荧光定量PCR国际化标准的主要内容。
正文内容一、技术要求1.1 具备规范的实验室条件,包括洁净、无尘、无RNA酶污染的实验环境。
1.2 使用具有良好稳定性、一致性和可追溯性的荧光探针和引物。
1.3 验证实验室使用的仪器设备,确保其精确、重复性和灵敏度符合国际标准。
二、质量控制2.1 建立质量控制体系,包括核酸提取、反转录、荧光探针标记等各个环节的质量控制。
2.2 使用合适的内部参照基因或内质控,用于验证试剂盒、仪器设备和实验操作的稳定性和可靠性。
2.3 建立监控样本和质控品的库存管理系统,确保其有效性和可追溯性。
三、方法标准化3.1 设计标准化的实验操作流程,包括样品制备、反转录、PCR 扩增和数据分析等。
3.2 使用适当的PCR引物和荧光探针,根据模板序列设计合理的引物和探针。
验证其特异性和灵敏度。
3.3 建立标准曲线和基准值体系,用于测定目标基因的定量结果,并进行结果的准确性评估。
四、数据分析和结果解释4.1 使用统一的数据分析软件,对实时荧光定量PCR的原始数据进行操作和分析。
4.2 建立标准化的数据处理流程,包括定量结果的计算、统计学分析和差异性评估。
4.3 结果的解释应基于严谨的科学依据和合理的统计学方法,避免主观性和片面性的评价。
五、结果报告和数据共享5.1 根据实验结果的重要性和可信度,及时撰写实验报告,并以适当的形式进行存档和备份。
5.2 结果报告应明确标注实验过程、方法参数、核心数据和评估结果,以便他人能够验证和复现实验结果。
5.3 鼓励将实验结果和数据共享,提供底层数据和分析工具的访问权限,促进实时荧光定量PCR的进一步发展和应用。
简述实时荧光定量PCR技术的原理
简述实时荧光定量PCR技术的原理
实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR, qPCR)是一种用于检测和定量DNA或RNA的方法。
它结合了传统的PCR技术和荧光探针技术,可以实时监测PCR反应的进程,并根据荧光信号的强度来确定目标物质的数量。
实时荧光定量PCR的原理如下:
1. PCR反应体系:反应体系中包含目标DNA或RNA模板、引物(一对用于扩增目标序列的寡核苷酸片段)、荧光探针和酶。
荧光探针通常由一个与目标序列互补的序列和一个带有荧光物质和荧光物质猝灭物质的序列构成。
2. 扩增过程:PCR反应通过一系列的温度循环来进行。
首先是变性步骤,将DNA 或RNA模板变性为单链。
然后是退火步骤,引物与目标序列互补结合。
最后是延伸步骤,酶在合适的温度下合成新的DNA链。
3. 荧光信号检测:在PCR反应过程中,荧光探针与目标序列的结合会导致荧光信号的释放。
荧光信号的强度与目标序列的数量成正比。
实时荧光定量PCR系统可以实时监测荧光信号的强度,并记录下来。
4. 分析和定量:通过实时荧光定量PCR系统记录的荧光信号强度曲线,可以确定PCR反应的阈值周期数(CT值)。
CT值表示在达到阈值信号强度时,PCR 反应的循环数。
根据CT值,可以计算出目标序列在初始反应体系中的起始数量。
实时荧光定量PCR技术具有高灵敏度、高特异性和高准确性的特点,广泛应用于基因表达分析、病原体检测、突变分析等领域。
实时荧光定量PCR的原理
实时荧光定量PCR的原理1.PCR反应:2.荧光探针:实时荧光定量PCR通常使用两种类型的荧光探针来检测扩增过程:探针型Ta qMan探针和缺失型探针。
其中,探针型Ta qMan探针包含一个引物序列和一个标记荧光物。
在反应的延伸过程中,引物结合到目标序列上,同时荧光物会被系统特定的DNA聚合酶切断,从而释放出荧光信号。
缺失型探针则使用两个引物来结合目标序列的两个不同区域,其中一个引物上标记了荧光物,另一个引物上是荧光物对应的抑制剂。
当两个引物结合到目标序列上时,抑制剂阻止荧光物的释放,从而抑制荧光信号。
这两种探针的核心原理是通过荧光信号的释放或抑制来定量PCR扩增过程中的产物。
3.荧光信号检测:实时荧光定量PCR使用荧光实时检测系统检测PCR反应过程中的荧光信号。
常见的检测系统包括荧光比色法、熔解曲线分析法和荧光信号累积法等。
荧光比色法是将PCR反应体系加入一种荧光染料,其荧光信号随着PCR过程中产物的累积而增加。
熔解曲线分析法则通过逐渐升高温度,分析PCR产物的特征性熔解温度,从而确定PCR反应的特异性。
荧光信号累积法利用PCR反应产物与荧光探针的结合释放出的荧光信号的数量与产物量成正比的原理,定量PCR产物的数量。
4.数据分析:实时荧光定量PCR的数据分析通常使用阈值循环数(Ct)方法。
Ct值定义为PCR反应的循环数,PCR产物的荧光信号超过设定阈值的循环数。
Ct值越小,说明待测DNA的起始量越多。
通过建立标准曲线,将待测样品的Ct值与标准曲线对应的起始DNA量进行比较,从而计算出待测样品的目标DNA的起始量。
总体来说,实时荧光定量PCR通过引入荧光探针并使用荧光信号检测系统,实现对PCR反应中的产物进行实时定量。
其原理简单可靠,广泛应用于基因表达、突变检测、病毒定量等领域,是分子生物学研究中不可或缺的工具之一。
实时荧光定量pcr的原理
实时荧光定量pcr的原理实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qPCR)是一种用于测定DNA或RNA在样本中的数量的技术。
它可以实时监测PCR反应过程中的荧光信号,从而实现对目标序列的定量分析。
实时荧光定量PCR在生物医学研究、临床诊断、环境监测等领域具有广泛的应用价值。
实时荧光定量PCR的原理基于PCR技术,但在PCR反应过程中引入了荧光探针,使得PCR过程中的荧光信号与目标序列的数量成正比。
下面将详细介绍实时荧光定量PCR的原理。
首先,实时荧光定量PCR需要使用一种荧光探针,通常有两种类型,双标记探针和DNA间接染料。
双标记探针是一种含有荧光素和荧光淬灭剂的探针,当它与目标序列结合时,荧光素和淬灭剂之间的距离被拉大,从而导致荧光信号的增加。
DNA间接染料则是一种无需特定探针的染料,它可以与PCR产物结合并发出荧光信号。
其次,实时荧光定量PCR需要使用一种特殊的PCR仪器,称为实时荧光定量PCR仪。
这种仪器可以在PCR反应过程中实时监测荧光信号的强度,并将其转化为目标序列的数量。
实时荧光定量PCR仪器通常配备了特定的软件,可以自动分析荧光信号的强度,并计算出目标序列的起始数量。
最后,实时荧光定量PCR的原理是基于荧光信号与目标序列数量成正比的关系。
在PCR反应过程中,荧光信号的强度随着PCR产物的增加而增加,从而可以通过监测荧光信号的动态变化来实现对目标序列的定量分析。
实时荧光定量PCR可以实现高灵敏度、高特异性和高准确性的目标序列定量分析,因此在科学研究和临床诊断中得到了广泛的应用。
总之,实时荧光定量PCR是一种基于PCR技术的定量分析方法,它利用荧光探针和实时监测荧光信号的PCR仪器,可以实现对DNA或RNA目标序列的高灵敏度、高特异性和高准确性的定量分析。
实时荧光定量PCR在基础科学研究、临床诊断和环境监测等领域具有广泛的应用前景。
实时荧光定量PCR具体实验步骤
实时荧光定量PCR具体实验步骤
实时荧光定量(Real Time quantitative PCR)是检测RNA或DNA的一种常用技术,通过检测特定目标的增加(或减少),可以用来测定RNA 或DNA的表达水平,或者基因等的转录水平。
下面我们就对实时荧光定量PCR(RT-qPCR)的实验步骤进行具体介绍。
1.搭建实验
第一步是搭建实验,即准备实验所需的干燥试剂,第二步是准备RNA 样本,第三步是准备标准曲线,最后是根据实验需要准备实验板和实验试管。
2、RNA样品提取
在实验中,会使用到多种RNAs,一般情况下使用TRIzol或Phenol 抽提方法进行RNA抽提,不同的细胞、组织中RNA的杂质含量不一样,因此需要根据实验需求进行适当调整抽提浓度。
3、RT-qPCR反转录
在RT-qPCR反转录之前,首先要准备反转录试剂,一般采用qPCR反转录试剂盒,这种试剂盒含有足够的反转录荧光探针以及反转录引物,它可以有效帮助反转录过程。
反转录过程通过复制DNA片段的过程完成,最终转录出的cDNA存在细胞核中。
4、qPCR扩增实验
qPCR扩增实验是在反转录完成后进行,一般来说,这个步骤可以采用qPCR扩增试剂盒,该试剂盒中包含所需的扩增物质如DNA聚合酶、前驱核苷酸、dNTPs,检测细胞核中的cDNA。
实时荧光定量PCR技术详解和总结
实时荧光定量PCR技术详解和总结
一、什么是实时荧光定量PCR
实时荧光定量PCR(Real-Time Quantitative Polymerase Chain Reaction,简称RT-qPCR)是一种PCR扩增技术,具有灵敏度高、重复性好等特点,可以在实时监测PCR扩增过程中特定片段DNA的产生。
它可以用来检测细胞中其中一特定基因mRNA的表达水平,从而揭示基因活动和表达情况,同时用于特定基因检测,如非病毒性疾病的病原检测以及芯片高通量分析等。
二、实时荧光定量PCR的基本原理
实时荧光定量PCR其基本原理就是利用PCR技术,在特定温度、适当时间内,将少量的模板 DNA 放大成数十亿倍以上。
实时荧光定量PCR的一大特点就是,它能够在实时监测PCR的扩增过程中,随时得知扩增物(amplicon)的数量。
根据扩增的量,从而确定所检测样本中的特定片段DNA的数量,即“定量”。
实时荧光定量PCR可实现定量检测,是因为它引入了一种特殊的参考基因,即“内参基因”,其用来抵消PCR条件、酶种类、反应液等的影响,从而测定量结果的准确性。
三、实时荧光定量PCR的实验步骤
(一)模板提取和核酸纯化:根据实验材料,提取DNA或RNA模板,进行核酸纯化,获得纯度较高的核酸。
(二)制备PCR反应液:制备由dNTPs、PCR酶、聚合酶等试剂组成的PCR反应液,根据所要检测的基因。
实时荧光定量PCR(RT-qPCR)完全手册
实时荧光定量PCR(RT-qPCR)完全手册所谓的实时荧光定量PCR就是通过对PCR 扩增反应中每一个循环产物荧光信号的实时检测从而实现对起始模板定量及定性的分析。
RT-qPCR是由三个步骤组成 RT-qRCR影响分析可靠性关键点(Key porint)关键词:荧光实时实时荧光定量PCRRT-qPCRRT-PCR反转录定量PCRQRT-PCR方法简介所谓的实时荧光定量PCR就是通过对PCR 扩增反应中每一个循环产物荧光信号的实时检测从而实现对起始模板定量及定性的分析。
在实时荧光定量PCR反应中,引入了一种荧光化学物质,随着PCR 反应的进行,PCR 反应产物不断累计,荧光信号强度也等比例增加。
每经过一个循环,收集一个荧光强度信号,这样我们就可以通过荧光强度变化监测产物量的变化,从而得到一条荧光扩增曲线。
RT-qPCR是由三个步骤组成:1.反转录:依赖反转录酶将RNA反转录成cDNDA;2. 扩增:用PCR的方法扩增cDNA;3.检测:实时检测和定量扩增的产物.RT-qRCR影响分析可靠性关键点(Key porint):1.分析结果依赖于模板的数量、质量以及合理的检测方法设计2.反转录反应的非标准化影响试验的稳定性3.数据分析应该高度客观,如果不合理的分析,从分析结果中会得到混淆的错误结果,因此通过对RT-qPCR的每一组分进行质量评价以达到最小化变异性,最大化可重复性,而且还需要沿用一个通用的数据分析的指南。
对基因表达分析的标准化的需要是与人类临床诊断分析相适应的。
存在的问题由于各个学术团体和科研机构使用不同的操作流程,必然导致大家使用不同定量的来源物以及数据分析:1.新鲜、冰冻、甲醛固定的样品2.整个组织样本,显微切割样本,单个细胞,组培细胞3.总RNA或者mRNA4.RNA反转录成cDNA的不同的引发策略5.不同的酶以及酶的不同组合6.变异系数、灵敏度7. 多类型的检测化学方法,反应的条件,热循环仪的分析以及汇报方式。
实时荧光定量pcr标准曲线
实时荧光定量pcr标准曲线实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR, qPCR)是一种用于检测DNA 或RNA的定量分析技术,其基本原理是利用DNA或RNA在PCR过程中产生的荧光信号来实时监测目标序列的扩增情况。
实时荧光定量PCR标准曲线是评估PCR反应效率和定量分析的重要工具,下面将介绍实时荧光定量PCR标准曲线的构建方法及其在定量分析中的应用。
1. 实时荧光定量PCR标准曲线的构建方法。
实时荧光定量PCR标准曲线的构建需要使用一系列已知浓度的模板DNA或RNA标准品,通过对这些标准品进行系列稀释,得到一系列浓度不同的标准曲线点。
在PCR反应中,利用这些标准曲线点进行定量分析,可以得到PCR反应的效率和灵敏度。
首先,选择合适的模板DNA或RNA标准品,可以是纯化的基因片段、合成的基因片段或者已知浓度的cDNA。
然后,对标准品进行系列稀释,通常选择10倍稀释系列,以得到一系列浓度不同的标准曲线点。
接下来,进行实时荧光定量PCR反应,利用这些标准曲线点进行定量分析,得到PCR反应的效率和灵敏度。
2. 实时荧光定量PCR标准曲线在定量分析中的应用。
实时荧光定量PCR标准曲线在定量分析中起着至关重要的作用。
首先,通过标准曲线可以评估PCR反应的效率,即每个循环的扩增倍数,从而判断PCR反应的质量和稳定性。
其次,利用标准曲线可以进行定量分析,计算待测样品中目标基因的相对或绝对含量,从而实现对目标基因的定量检测。
在实际操作中,构建实时荧光定量PCR标准曲线需要严格控制实验条件,确保反应体系的稳定性和准确性。
此外,选择合适的荧光探针和引物对于实时荧光定量PCR的准确性和灵敏度也至关重要。
总之,实时荧光定量PCR标准曲线是实时荧光定量PCR技术中的重要工具,其构建和应用对于PCR反应的效率评估和目标基因的定量分析具有重要意义。
在实际应用中,科研人员需要充分理解实时荧光定量PCR标准曲线的构建方法和应用原理,以确保实验结果的准确性和可靠性。
实时荧光定量PCR具体实验步骤
实时荧光定量PCR具体实验步骤1.提取样本RNA/DNA:首先,从研究对象中提取出所需的RNA或DNA样本。
可以使用商业化的提取试剂盒来完成这一步骤。
2. 反转录酶链反应(RT):如果提取的样本为RNA,则需要先进行反转录酶链反应,将RNA转录成cDNA(即DNA拷贝),反转录酶具有多样性(M-MLV逆转录酶)和过程性(RTase)。
3.准备PCR反应体系:根据实验所需的扩增模板和引物,将PCR反应体系按照厂家提供的信息制备,通常需要包括PCR反应缓冲液、dNTPs、引物、酶、模板DNA/cDNA和稀释水。
4. 调整荧光探针的浓度:如果实验中使用到了荧光探针(如TaqMan探针、MGB探针等),需要根据实验要求对荧光探针的浓度进行调整。
5.放置PCR板:将所需的PCR试管或板放置在适当的位置,以便加载反应体系。
6.反应体系加载:按照实验所需的样品数量和模板浓度,依次向PCR反应管或板中加入反应体系。
注意,需要设置相应的阳性对照和阴性对照。
7.封闭PCR反应管/板:闭合PCR反应管或板,以防止反应体系的挥发和样品的交叉污染。
8.准备PCR仪:根据PCR仪的要求,调整PCR仪的温度和时间参数。
9.PCR扩增:将已封闭的PCR反应管或板放置在预热的PCR仪中,开始PCR扩增。
根据实验需要,设置不同的PCR程序(如热启动PCR、两步PCR和三步PCR等)。
10. 实时监测PCR过程:在PCR反应过程中,实时监测PCR反应管或板中产生的荧光信号,并记录下每个周期(cycle)的荧光值。
11. 数据分析:根据荧光信号的变化,结合标准曲线法或相对表达量法,对PCR反应中目标序列的数量进行定量分析。
常见的分析软件包括Stratagene MxPro QPCR软件和Applied Biosystems SDS软件等。
12.结果分析和解释:根据数据分析的结果,对实验结果进行解释和讨论,并在图表中呈现。
13. 结果验证:可以使用其他方法验证RT-qPCR的结果,如Western blotting、细胞免疫化学分析等。
实时荧光定量pcr的技术原理
实时荧光定量pcr的技术原理
实时荧光定量PCR(Real-time quantitative polymerase chain reaction)是一种可以在PCR反应过程中实时监测DNA扩增的方法。
其技术原理基于PCR反应中的DNA扩增和荧光探针的结合。
实时荧光定量PCR主要包括以下步骤:
首先,将待扩增的DNA模板,引物和荧光探针混合在一起。
荧光探针由一个与待扩增的DNA序列相互补的引物和一个带有荧光染料和一个抑制退火的小分子的探针组成。
接着,将混合物加入到特定设计的PCR反应体系中,其中包括缓冲液、DNA聚合酶以及其他所需的试剂。
PCR反应开始后,通过热循环过程,将DNA模板的两条链分离,并进行DNA扩增。
在PCR反应过程中,荧光探针与DNA扩增产物结合,当探针结合到合适的位置上时,荧光探针的荧光染料会释放出荧光信号。
PCR反应体系中含有一个光学系统,可以实时监测PCR反应进行过程中的荧光强度变化。
光学系统通常由一个光源、一个荧光探测器和一个数据处理单元组成。
实时荧光定量PCR中的数据处理单元会收集、分析和解释荧光强度变化的数据,根据扩增产物的荧光信号强度,可以推断
出反应体系中的扩增产物的绝对或相对数量。
通过定量PCR技术,可以对DNA进行定量分析,确定起始模板的数量。
实时荧光定量PCR在基因表达分析、病原体检测、拷贝数变异检测等领域得到广泛应用。
实时荧光定量pcr原理
实时荧光定量pcr原理实时荧光定量PCR(qPCR)是一种用于检测DNA或RNA的定量分析技术,它结合了PCR技术和实时荧光检测技术,可以实现对目标序列的快速、准确和高灵敏度的定量检测。
本文将介绍实时荧光定量PCR的原理及其在科研和临床诊断中的应用。
首先,实时荧光定量PCR的原理是基于PCR技术和荧光探针技术的结合。
在PCR过程中,DNA或RNA模板会被特异性引物引导进行扩增,同时荧光探针与目标序列结合并释放出荧光信号。
随着PCR的进行,目标序列的数量会不断增加,荧光信号也会随之增加。
利用荧光检测仪器可以实时监测PCR反应体系中的荧光信号强度,从而实现对PCR反应过程的实时监测和定量分析。
实时荧光定量PCR的优势在于其高灵敏度、高特异性和高准确性。
相比于传统的终点荧光定量PCR,实时荧光定量PCR可以在PCR反应过程中实时监测目标序列的扩增情况,从而可以准确地确定起始模板的数量。
此外,实时荧光定量PCR还可以通过荧光探针的设计实现多重PCR反应的同时检测,大大提高了检测的通量和效率。
在科研领域,实时荧光定量PCR被广泛应用于基因表达分析、病原微生物检测、基因突变分析等领域。
通过实时监测PCR反应过程中的荧光信号,可以准确地确定不同样本中目标基因的表达水平,从而揭示基因在生理和病理过程中的作用。
在临床诊断中,实时荧光定量PCR也被用于病原微生物的检测和基因突变的筛查,其高灵敏度和高特异性使其成为临床诊断的重要辅助手段。
总之,实时荧光定量PCR作为一种高效、准确的定量分析技术,已经成为科研和临床诊断中不可或缺的工具。
其原理简单、操作方便,可以快速、准确地实现对DNA或RNA的定量分析。
随着技术的不断进步和发展,相信实时荧光定量PCR在科研和临床诊断中的应用前景将更加广阔。
RT-qPCR(实时荧光定量PCR)
• 2、Molecular Beacon 分子信标。标记荧光的发夹
探针,环与目标序列互补,茎由互补配对序列组成 。变性过程:产生非特异性荧光;延伸过程:不产 生荧光;退火过程:产生特异性荧光,检测荧光信 号。
• 3、Amplisensor 双链信号引物,进行半巢式扩增
;随着PCR循环的重复进行,信号引物的双链结构 被破坏,其中一条链参与到产物的合成中,荧光消 失,产物量与荧光成反比。
4. 反应Buffer体系的优化
5. 反应温度和时间参数:由酶和引物决定
6. 其他与常规PCR相同
优 点
对DNA模板没有选择性 ----适用于任何DNA 使用方便 -----不必设计复杂探针 非常灵敏 便宜
缺 点
容易与非特异性双链DNA结合,产 生假阳性,但可以通过融解曲线的分
1
RT-qPCR 原理----绝对定量
R2为相关系数:R2>0.99时,认为 两数值之间相关性好。 E为扩增效率:一般认为在90%110%之间数据可用。 Logo
1
2.相对定量
RT-qPCR 原理----相对定量
病人内参 基因 Ct a
病人目的 基因 b
对照内参 基因 c
对Байду номын сангаас目的 基因 d
������−∆∆������������ = ������−(∆������������������−∆������������������) = ������−[
������−������ −(������−������)]
结果表示病人的目的基因的表达是对照组目的基因表达的多少倍。
Logo
RT-qPCR 原理----融解曲线
荧光强度
实时荧光定量pcr的基本原理
实时荧光定量pcr的基本原理宝子们!今天咱们来唠唠一个超酷的生物技术——实时荧光定量PCR。
这玩意儿听起来是不是有点高大上?其实呀,理解起来也没那么难啦。
PCR呢,全称是聚合酶链式反应,就像是一个基因复印机。
它能把咱们想要研究的那一小段基因,像复印机复印文件一样,不断地复制,让本来很少很少的基因变得多多的,这样咱们就好研究啦。
但是呢,普通的PCR只能告诉我们有没有这个基因,就像只知道有没有这个东西,却不知道有多少。
这时候,实时荧光定量PCR就闪亮登场啦。
实时荧光定量PCR的特别之处就在这个“荧光”和“定量”上。
咱先说说这个荧光。
想象一下,基因就像是一群小怪兽,而我们给它们身上都贴上了会发光的小标签。
这个小标签就是荧光染料或者荧光探针啦。
当PCR在复制基因的时候呢,每复制出一份新的基因,就会有一个小标签亮起来,就像小怪兽每繁殖一个就会亮起一盏小灯一样。
随着反应的进行,小灯越来越多,荧光也就越来越强啦。
那这个定量是咋回事呢?这就像是数小灯的个数来知道小怪兽有多少一样。
仪器会一直盯着这些荧光,然后根据荧光的强度来计算出最开始有多少个基因。
比如说,荧光强一点,那就说明最开始的基因数量多一些;荧光弱一点,那最开始的基因就少一些。
是不是很神奇呀?而且哦,这个实时荧光定量PCR可聪明啦。
它在反应的过程中就一直在检测荧光,不像普通的PCR要等反应结束了才知道结果。
这就好比我们做蛋糕,普通PCR是等蛋糕烤好了才知道烤得咋样,而实时荧光定量PCR呢,在烤蛋糕的过程中就一直在看,要是发现有点不对劲,马上就能调整。
这样就可以更准确地知道基因复制的情况啦。
在实际应用里,实时荧光定量PCR可帮了大忙呢。
比如说在医学上,要是怀疑一个人感染了某种病毒,就可以用这个技术来看看他身体里病毒的基因有多少。
如果病毒基因数量在增加,那就说明病毒在身体里还很活跃,得赶紧想办法治疗。
在科研上,研究人员想知道某个基因在不同环境下的表达情况,也可以用这个技术。
实时荧光定量pcr的原理和方法
实时荧光定量pcr的原理和方法实时荧光定量PCR(qPCR)是一种分子生物学技术,用于检测和定量特定DNA或RNA序列的存在和相对丰度。
它可以在短时间内快速、准确地测量目标序列的数量,并在许多领域中被广泛应用,包括基因表达分析、病原体检测和基因突变分析等。
实时荧光定量PCR的主要原理是通过放大DNA模板,并使用荧光探针或染料进行实时监测。
这些荧光探针通常是DNA寡核苷酸序列,带有一个共振能量转移对(RET pair),由一个荧光引物(donor)和另一个荧光引物(acceptor)组成。
在初始的PCR循环中,通过在高温下使DNA变性,使两个引物和DNA分离。
在下一个低温的退火步骤中,这两个引物会与DNA互补结合。
当两个引物结合到DNA模板上时,它们的荧光引物也会接近彼此,从而使共振能量转移发生,导致荧光信号减弱或消失。
这种现象被称为荧光淬灭。
当PCR循环继续进行时,每个复制周期会以指数级增加DNA模板的数量。
由于引物的结合会导致荧光淬灭,因此在每个PCR循环的末尾,荧光信号将与DNA模板的数量成正比。
实时荧光定量PCR中常用的荧光探针有探针PCR和SYBR Green。
探针PCR使用两个引物和一个荧光探针,该探针带有一个荧光团和一个辅助荧光团。
在荧光探针与DNA模板结合时,两个荧光团之间的共振能量转移会发生,导致荧光信号的减弱。
SYBR Green则是一种将DNA结合的染料,在PCR循环中,SYBR Green会与所有DNA结合,并发出荧光信号。
使用探针PCR时,可以通过测量荧光信号的减弱来确定目标DNA的存在量。
而使用SYBR Green时,可以通过测量荧光信号的增加来判断目标DNA的数量。
实时荧光定量PCR的操作过程如下:1. DNA提取和纯化:从样品中提取所需的DNA或RNA,并经过纯化处理,以去除可能干扰PCR反应的杂质。
2. 引物设计:设计适合的引物和荧光探针,以在PCR反应中特异性地扩增目标序列。
实时荧光定量聚合酶链反应技术
实时荧光定量聚合酶链反应技术实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR)是实时荧光PCR(real-time PCR)的一种。
实时荧光PCR是指在PCR反应体系中加入可以反映PCR扩增进程的荧光基团,并在PCR过程中实时监测荧光信号的变化。
实时荧光定量PCR技术则是将定量PCR的原理应用到实时荧光PCR,通过在实时荧光定量PCR的基础上引入已知浓度的参照基因,或者通过标准曲线来达到对目的基因初始浓度的定量,换句话说,实时荧光定量PCR是指在PCR反应体系中加入荧光基团(如荧光染料、荧光基团标记的探针或引物),并在整个PCR进程中实时监测荧光信号的累积,最后通过参照基因或标准曲线对未知浓度的模板进行定量分析。
实时荧光定量PCR是20世纪90年代初期快速发展起来的可对起始DNA模板浓度精确定量的PCR方法。
在实时荧光定量PCR技术的发展进程中,两个重要的发现起着关键的作用:①在20世纪90年代早期,Taq DNA多聚酶的5′核酸外切酶活性的发现,它能降解特异性荧光记探针,因此使得间接的检测PCR产物成为可能;②此后,荧光双标记探针的运用使在一密闭的反应管中能实时地监测反应全过程。
随着实时荧光定量PCR技术方法的成熟与稳定,以及配套仪器的不断完善,实时荧光定量PCR已经走向临床,如应用于各种病原体的检测。
一、定量PCR的原理与类别定量PCR是指以参照物为标准,对PCR终产物进行分析或对PCR过程进行监测,从而达到评估样本中靶基因的拷贝数。
定量PCR的可行性定量一般是在PCR扩增的指数期进行。
根据PCR扩增过程中是否加入某种标记物、标记物的种类和最后检测的信号的不同可分为至少4种类型:直接定量检测法、放射性核素标记定量检测法、酶标记定量检测法和实时荧光定量PCR法。
根据反应体系是否设有参照物及其是否与标本在同一管中进行扩增,定量PCR可分为4种方法:(一)有限稀释法也叫倍比稀释法,其参照品的浓度是通过不断稀释直至靶基因不能再扩增为止,然后根据阳性结果的最大稀释度及内参标或外参标的极限检出底线,计算出待检标本中原始模板的分子数。
实时荧光定量PCR-TaqMan探针法及设计原则
03
Taqman探针的合成与制备
探针的合成方法
化学合成法
通过化学反应将荧光基团和淬灭基团分别连接到DNA或RNA的5'和3'末端,形成 Taqman探针。
酶促合成法
利用DNA聚合酶将荧光基团和淬灭基团分别添加到DNA或RNA的特定位置,形成 Taqman探针。
探针的质量检测与纯化
质量检测
通过电泳、质谱和光谱分析等方法检测探针 的长度、荧光基团和淬灭基团的数量和位置 ,以及探针的纯度。
定义与原理
定义
实时荧光定量PCR-Taqman探针法是 一种基于荧光信号的实时监测技术, 用于定量分析DNA或RNA的拷贝数。
原理
通过在Taq酶催化下,利用荧光染料 标记的特异性探针与待测核酸进行特 异性结合,在PCR循环过程中实时监 测荧光信号的增强,从而实现对核酸 的定量分析。
发展历程与现状
02
Taqman探针的设计原则
探针的长度与结构
长度
通常为20-30bp,确保特异性并减少非特异性扩增。
结构
由报告基团、淬灭基团和连接臂组成,连接臂长度一般为5-6个脱氧核糖核苷酸。
探针的特异性
针对目标序列
确保探针与目标序列完全匹配,避免 交叉反应。
序列选择
选择基因特异性区域,避免基因组中 的高变区。
04
Taqman探针在实时荧光定量 PCR中的应用
样本处理与PCR反应体系建立
样本处理
确保样本质量,去除杂质和抑制剂,提 取高质量的DNA或RNA。
Taqman探针设计
根据目标基因序列设计Taqman探针, 确保探针的特异性和荧光信号的稳定
性。
引物设计
根据目标基因序列设计特异性引物, 确保引物与模板的结合效率和特异性。
实时荧光定量pcr的方法
实时荧光定量pcr的方法
实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR)是一种用于精确测量DNA 或RNA样本中特定目标序列数量的分子生物学技术。
该方法结合了传统PCR 技术和荧光探针技术,可以在PCR反应过程中实时监测和定量特定目标序列的扩增量。
实时荧光定量PCR的步骤如下:
1. 准备反应体系:包括特定目标序列的引物和荧光探针、PCR反应缓冲液、酶和DNA模板。
2. PCR反应:将反应体系放入实时荧光定量PCR仪中进行扩增反应。
PCR过程中,引物与DNA模板结合,酶进行DNA合成,目标序列得到扩增。
3. 荧光探针监测:在PCR反应中,荧光探针与目标序列结合,产生荧光信号。
实时荧光定量PCR仪会实时监测和记录荧光信号的强度。
4. 数据分析:实时荧光定量PCR仪会根据荧光信号的强度,通过计算机算法来计算目标序列的起始数量。
可以利用标准曲线法或相对定量法进行数据分析,得到目标序列的绝对或相对数量。
实时荧光定量PCR具有高灵敏度、高特异性、高准确性和广泛线性范围等优点,
广泛应用于分子生物学、医学诊断、基因表达分析等领域。
实时荧光定量PCR(RT-qPCR)
实时荧光定量PCR实时荧光定量PCR技术于1996年由美国Applied Biosystems公司推出,所谓实时荧光定量PCR技术,是指在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。
1、PCR原理所谓实时荧光定量PCR技术,是指在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。
1. Ct 值的定义在荧光定量PCR技术中,有一个很重要的概念-- Ct值。
C代表Cycle,t代表threshold,Ct值的含义是:每个反应管内的荧光信号到达设定的域值时所经历的循环数(如图1所示)。
2. 荧光域值(threshold)的设定PCR反应的前15个循环的荧光信号作为荧光本底信号,荧光域值的缺省设置是3-15个循环的荧光信号的标准偏差的10倍,即:threshold = 10 ′ SDcycle 6-153. Ct值与起始模板的关系研究表明,每个模板的Ct值与该模板的起始拷贝数的对数存在线性关系〔1〕,起始拷贝数越多,Ct值越小。
利用已知起始拷贝数的标准品可作出标准曲线,其中横坐标代表起始拷贝数的对数,纵坐标代Ct值(如图2所示)。
因此,只要获得未知样品的Ct值,即可从标准曲线上计算出该样品的起始拷贝数。
4. 荧光化学荧光定量PCR所使用的荧光化学可分为两种:荧光探针和荧光染料。
现将其原理简述如下:1)TaqMan荧光探针:PCR扩增时在加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针,该探针为一寡核苷酸,两端分别标记一个报告荧光基团和一个淬灭荧光基团。
探针完整时,报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收;PCR扩增时,Taq酶的5'-3'外切酶活性将探针酶切降解,使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离,从而荧光监测系统可接收到荧光信号,即每扩增一条DNA链,就有一个荧光分子形成,实现了荧光信号的累积与PCR产物形成完全同步。
实时荧光定量pcr技术原理
实时荧光定量pcr技术原理宝子们!今天咱们来唠唠一个超酷的技术——实时荧光定量PCR技术。
这玩意儿听起来是不是就感觉很厉害的样子?那啥是PCR呢?PCR就像是一个复印机,不过它复印的不是文件,而是DNA。
普通的PCR就是把一小段DNA不断地复制,让它的数量变得超级多。
就好像你有一颗小种子,然后通过某种魔法,让它变成一大片花海,超神奇的吧!那实时荧光定量PCR呢,它可不只是简单地复制DNA哦。
它呀,在复制的过程中还能实时地检测DNA的数量。
这就好比你在种小种子的时候,还能随时知道已经长出来多少朵花了。
这里面有个关键的东西就是荧光染料或者荧光探针啦。
咱先说说荧光染料这个小机灵鬼。
荧光染料就像一个小间谍,它特别喜欢和DNA结合。
当它和DNA结合的时候呢,就会发出荧光信号。
随着DNA被复制得越来越多,结合的荧光染料也就越来越多,那发出的荧光信号就越来越强啦。
就像一群小萤火虫,最开始只有几只,慢慢地就变得好多好多,整个地方都亮闪闪的。
再说说荧光探针这个有趣的家伙。
荧光探针就像是一个带着特殊任务的小信使。
它的结构有点特别,一头是荧光基团,另一头是淬灭基团。
在没有发生反应的时候呢,这个荧光基团发出的光会被淬灭基团给弄没了,就像你想点亮一个小灯,但是旁边有个小怪兽把光给吞掉了。
可是呢,当PCR反应进行的时候,这个探针会和DNA结合,然后就像一把小剪刀把探针剪断了,这样荧光基团就自由啦,就可以发出明亮的荧光啦。
是不是感觉像一场小小的魔法秀呢?那这个技术为啥这么有用呢?它可以用来检测很多东西哦。
比如说在医学上,可以检测病毒的数量。
如果有个病人感染了病毒,通过这个技术就能知道他身体里到底有多少病毒在捣乱。
这就像我们要和病毒打仗,得先知道敌人有多少兵力一样。
如果病毒数量很多,那我们就得用更厉害的武器去对付它。
在科研上,这个技术也超棒的。
可以用来研究基因的表达量。
就像每个基因都有自己的小脾气,有的时候很活跃,表达量就高;有的时候就很安静,表达量就低。
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实时荧光定量PCR
一、试验简介
荧光定量PCR 技术,即是在PCR 反应体系中加入荧光物质,利用荧光信号积累实时监测整个PCR 进程,对未知模板进行定量分析的方法。
具有应用范围广,灵敏度高,操作简便、特异性和可靠性更强、自动化程度高、无污染、具实时性和准确性等特点。
二、服务流程
三、服务要求:
(1)提供新鲜或保存完好的细胞(至少5×106)、动植物组织(至少50mg)、血液(300μl)等样本材料;
(2)提供样品的基因组DNA ;
(3)纯化好的总RNA 或反转录好的cDNA (OD260/OD280在1.9-2.1之间); (4)提供待测基因序列或登录号,样品来源等。
五、报告内容:
实验方法,步骤,所用试剂,仪器,RNA/DNA 浓度,电泳图片,扩增曲线,熔解曲线,
Ct值以及数据统计分析(可选),保留剩余引物和模板。
六、部分实验结果:。