荧光PCR检测原理
荧光定量 pcr 的基本原理和步骤
荧光定量PCR的基本原理和步骤
荧光定量PCR(quantitative polymerase chain reaction,qPCR)是一种常用的分子生物学技术,可以用于检测和定量DNA或RNA分子。
其基本原理是在PCR过程中加入荧光探针,通过监测荧光信号的强度来定量PCR产物的数量。
下面是荧光定量PCR的基本步骤:
1. 样品处理:首先需要从待检测样品中提取DNA或RNA,并进行适当的处理,例如反转录、扩增等。
2. 设计引物:根据待检测的目标序列设计特异性引物。
3. PCR反应体系的制备:将引物、荧光探针、dNTPs、PCR缓冲液等混合,制备PCR反应体系。
4. PCR反应:将样品DNA或RNA与PCR反应体系混合,进行PCR反应。
5. 荧光定量:在PCR反应过程中,荧光探针会结合到目标序列上,并通过荧光信号的产生来检测PCR产物的数量。
在荧光定量PCR中,通常采用SYBR Green或TaqMan探针来检测PCR产物的数量。
6. 数据分析:通过对荧光信号的强度进行分析,计算出样品中目标序列的数量,并进行比较和分析。
需要注意的是,在荧光定量PCR中,需要选择合适的荧光探针和荧光信号检测系统,以确保准确和可靠的结果。
此
外,为了避免PCR过程中的污染和误差,需要严格控制PCR 反应条件和操作流程。
荧光定量pcr的原理方法
荧光定量pcr的原理方法
荧光定量PCR(Fluorescent Quantitative PCR,qPCR)是一种用荧光信号量化检测PCR产物的方法,用于定量分析目标DNA或RNA的含量。
荧光定量PCR的基本原理如下:
1.引物设计:设计特异性引物,使其能够特异性地扩增目标DNA或RNA序列。
2.模板DNA或RNA的提取:从样品中提取目标DNA或RNA。
3.cDNA合成:对于RNA样品,需要首先将RNA反转录成cDNA,作为PCR 的模板。
4.Real-time PCR扩增反应:将模板DNA或cDNA与引物和荧光探针一起加入PCR反应体系中,进行实时PCR扩增。
PCR反应体系中还包括核苷酸,聚合酶和缓冲液等。
5.荧光信号检测:随着PCR的进行,荧光探针被解旋成单链,释放出与之配对的荧光染料。
荧光染料产生荧光信号,信号强度与扩增产物的数量成正比。
6.荧光信号检测系统:荧光信号检测系统实时检测PCR反应体系中的荧光信号,并将其转换成数值。
7.标准曲线绘制:通过使用已知浓度的标准品进行一系列稀释,绘制出标准曲线。
标准曲线将荧光信号强度与目标DNA或RNA的初始浓度之间建立了一个标准关系。
8.样品定量:通过对样品的荧光信号强度进行测量,并使用标准曲线进行插值计算,确定样品中目标DNA或RNA的初始浓度。
荧光定量PCR具有高灵敏度、高特异性、宽动态范围、低检测限和快速分析等优点,广泛应用于分子生物学和疾病诊断等领域。
荧光定量PCR原理及操作步骤.课件
案例三:病原体检测
总结词
荧光定量PCR在病原体检测中具有高灵敏度和特异性,能够快速准确地检测出极低浓度 的病原体。
详细描述
针对病原体特异性基因序列设计引物和探针,通过荧光定量PCR技术对临床样本进行扩 增和检测。这种方法在传染病诊断、食品安全检测等领域具有广泛应用,能够为疾病预
防和控制提供有力支持。
模板制备
将提取的DNA进行浓度测 定和调整,确保其浓度符 合荧光定量PCR的要求。
引物设计与合成
根据目标基因序列,设计 特异性引物,并进行合成 。
荧光定量PCR反应
反应体系配置
将PCR缓冲液、MgCl2、dNTPs、引 物、DNA模板等按照比例加入PCR管 中。
循环参数设置
荧光信号检测
在PCR仪中进行荧光信号的实时检测 ,记录荧光信号的强度和循环数。
案例二:突变检测
总结词
荧光定量PCR是突变检测的有效手段,能够快速准确地检测DNA序列中的点突变、插入或缺失。
详细描述
针对目标基因的特定区域,设计包含突变信息的引物或探针,通过荧光定量PCR扩增后,利用熔解曲 线或高分辨率溶解分析等技术,判断是否存在突变。这种方法在遗传性疾病诊断、癌症研究等方面具 有重要应用。
荧光定量PCR的原理
• 在PCR反应过程中,随着DNA的扩增,荧光染料或荧光探针会 与新合成的DNA结合,产生荧光信号。荧光信号的积累与DNA 的扩增数量呈线性关系,通过荧光信号的实时监测,可以精确 地计算出起始模板的浓度。
荧光定量PCR的应用
• 荧光定量PCR广泛应用于基因表达分析、突变检测、病原体 检测和基因分型等领域。通过实时监测PCR反应进程,可以 精确定量目标基因的表达水平,检测基因突变,以及鉴定病 原体种类和基因型等。
荧光pcr核酸检测原理
荧光pcr核酸检测原理荧光PCR核酸检测原理引言:荧光PCR核酸检测是一种基于聚合酶链反应(PCR)技术的高灵敏度、高特异性的核酸检测方法。
荧光PCR核酸检测利用特定的引物和荧光探针,通过PCR扩增目标DNA序列并实时检测荧光信号的变化,从而判断样本中是否存在目标基因或病原体。
本文将从PCR 技术、荧光探针原理和荧光PCR核酸检测流程三个方面详细介绍荧光PCR核酸检测的原理。
一、PCR技术PCR技术是一种体外扩增特定DNA序列的方法,它由三个基本步骤组成:变性、退火和延伸。
变性步骤将DNA的双链解旋为单链;退火步骤通过引物与目标序列的互补配对,使引物定向结合于目标序列上;延伸步骤则是通过DNA聚合酶酶活性,将引物延伸至目标序列上,从而合成新的DNA链。
每一个PCR循环都会使目标DNA序列的数量翻倍,经过多个循环后,目标序列的数量将大大增加。
二、荧光探针原理荧光探针是一种含有荧光标记物和荧光信号抑制物的寡核苷酸探针。
在PCR过程中,荧光探针与目标序列的互补配对,荧光标记物与抑制物之间的空间距离被拉近,导致荧光信号被抑制。
当荧光探针被DNA聚合酶酶活性切割时,荧光标记物与抑制物之间的空间距离增大,荧光信号得以释放。
通过检测荧光信号的变化,可以实时监测PCR反应的进程和结果。
三、荧光PCR核酸检测流程1. 样本处理:将待检测样本中的DNA提取出来,通常采用化学或热变性法将细胞膜破坏,释放DNA。
2. 引物设计:根据目标序列的特点,设计用于引导PCR扩增的引物。
引物应具有高度特异性,避免与非目标序列结合。
3. 荧光探针设计:根据目标序列的特点,设计含有荧光标记物和抑制物的荧光探针,确保与目标序列的互补配对。
4. PCR反应:将样本DNA与引物和荧光探针一起加入PCR反应体系中,进行PCR扩增。
反应体系中还包括聚合酶、缓冲液和四种核苷酸。
5. 荧光信号检测:在PCR反应过程中,使用荧光实时定量PCR仪进行荧光信号的检测。
荧光定量PCR技术原理与结果分析
荧光定量PCR技术原理与结果分析一、荧光定量PCR技术原理1.基本原理荧光定量PCR技术基于传统的PCR技术,其中关键的步骤是DNA的扩增。
PCR过程中,DNA模板会通过聚合酶链式反应在多个循环中进行指数级扩增。
在扩增过程中,每一个循环都包括三个主要步骤:变性,引物结合和扩增。
2.荧光标记3.荧光信号检测与分析在PCR反应的扩增过程中,荧光强度会随着PCR产物的扩增而增加。
荧光信号的强度与扩增目标DNA的数量成正比。
因此,通过测量PCR反应中发出的荧光信号的强度,可以确定目标DNA的起始数量。
二、荧光定量PCR技术结果分析1.标准曲线2.反应效率反应效率是PCR扩增的关键因素之一、反应效率是通过标准曲线的斜率来表示的,斜率越接近1,表示反应效率越高。
较低的PCR反应效率可能是由于试剂的浓度不足、PCR条件不合适或者目标DNA的起始浓度低。
3.CT值CT值是PCR反应过程中,荧光信号由背景噪声中分离出来的阈值周期数。
在荧光定量PCR实验中,CT值用于计算目标DNA的起始浓度。
CT值越小,表示目标DNA的起始数量越多。
4.荧光指数荧光指数是指测量PCR反应中特定周期(一般为指定阈值之后的周期)的荧光信号的增加量。
荧光指数也可以用来评估PCR的效果和目标DNA的起始数量。
荧光指数越高,表示目标DNA的起始数量越多。
5.目标基因的相对表达量总结起来就是,荧光定量PCR技术通过引入荧光标记的引物和探针,在PCR反应中实时监测荧光信号的强度变化来定量分析目标DNA的起始数量。
通过制备标准曲线、测量CT值和荧光指数,可以对PCR反应的效果和目标DNA的表达量进行定量分析。
此外,荧光定量PCR还可以用于研究目标基因的相对表达量。
荧光pcr检测原理
荧光pcr检测原理
荧光PCR(Polymerase Chain Reaction)是PCR技术的一种改进,其原理是利用荧光染料标记特定的DNA序列,通过PCR过程将其扩增到足够数量后,利用特殊的仪器检测荧光信号,从而确定样本中是否存在目标DNA序列。
荧光PCR的具体操作步骤如下:
1. 设计PCR引物,其中一对引物的末端分别标记有荧光染料,如SYBR Green、FAM、HEX、ROX等。
2. 将荧光PCR反应体系中的模板DNA、引物和其他反应成分混合,进行PCR 扩增。
3. 在PCR反应过程中,如果荧光引物与样本中的目标DNA序列结合,就会发生SYBR Green绿色荧光或FAM/HEX/ROX等其他染料的荧光信号。
4. 利用特殊的实时荧光PCR仪器对PCR反应过程中的荧光信号进行实时监测和数据分析,从而确定是否存在目标DNA序列。
荧光PCR技术广泛应用于医学、生物学、环境监测等领域,可以检测病原微生物、基因突变、遗传多态性等多种生物学事件。
由于其灵敏度高、特异性强、快
速易操作等优点,成为了目前分子诊断和生物技术研究中的重要技术手段。
荧光定量PCR的原理方法及结果分析
荧光定量PCR的原理方法及结果分析荧光定量PCR(quantitative polymerase chain reaction,qPCR)是一种常用的检测DNA或RNA含量的方法,通过测定荧光信号的强度来确定起始模板数量的多少。
其原理主要包括引物的选择、PCR反应的进行、荧光信号的测定以及数据分析等步骤。
首先,荧光定量PCR需要选择适当的引物。
引物的设计要求首先能够特异性地与目标序列结合,这样才能保证只有起始模板被扩增。
引物的长度通常在18-24个碱基对之间,GC含量在40-60%之间,碱基序列中不能存在太多的重复序列或者分子倒序等结构。
此外,引物的Tm值应该相近,不应过于接近,以免引物发生二次结合。
另外,荧光标记的引物通常采用双探针(dual-labeled probe)和SYBR Green I染料,二者的优缺点各有不同:双探针对应用的目标突变不敏感,但是对于长序列的目标扩增效果较好;SYBR Green I适用于鉴定多个不同基因的扩增,但是对于PCR产物的目标特异性检测较差。
其次,PCR反应的进行是荧光定量PCR的核心步骤。
反应体系通常包括引物、模板DNA、DNA聚合酶、荧光标记剂和反应缓冲液。
PCR反应过程中,首先是变性,将模板DNA的双链分离;然后是退火,使引物与目标序列结合;接着是延伸,DNA聚合酶在适当的温度下进行链延伸。
PCR反应的循环数通常在25-40之间,具体循环数多少需要根据目标序列的长度和浓度来决定。
PCR反应条件的优化要注意引物浓度、PCR温度和时间。
第三,荧光信号的测定是荧光定量PCR中不可或缺的步骤。
通常,荧光信号的测定可以通过荧光实时扩增仪来进行。
在每一个PCR循环过程中,荧光实时扩增仪会记录下PCR反应管中荧光信号的强度。
随着PCR反应的进行,PCR产物的数量也在逐渐增加,荧光信号的强度也会增加。
荧光信号的强度与PCR产物的数量之间存在着一定的线性关系,利用标准曲线可以将荧光信号的强度转化为起始模板的绝对数量。
荧光PCR核酸检测原理
荧光PCR核酸检测原理荧光PCR核酸检测是一种基于聚合酶链式反应(PCR)技术的检测方法,它通过引入荧光探针,在PCR扩增的过程中实时检测靶标DNA 或RNA的存在与数量。
荧光PCR核酸检测原理基于PCR技术和荧光探针的特性,具有高效、准确、快速的优点,被广泛应用于基因分型、致病菌检测以及疾病诊断等领域。
一、PCR技术简介聚合酶链式反应(PCR)是一种体外扩增靶标DNA或RNA的技术,通过反复循环的DNA复制过程,将少量的模板DNA扩增到可以被检测的数量级。
PCR反应包括三个主要步骤:变性、退火和延伸,其中需要用到两个引物:前向引物和反向引物。
前向引物和反向引物会通过互补配对与靶标DNA或RNA序列结合,在适当的条件下,聚合酶将合成新的DNA链。
二、荧光探针的原理及种类荧光探针可以实时监测PCR反应过程中靶标DNA或RNA的扩增情况。
荧光探针一般包括一个引物序列和一个荧光染料。
在PCR扩增的过程中,荧光探针与靶标序列结合后,荧光染料将被释放出来并发出荧光信号。
根据荧光信号的强弱可以确定靶标序列的存在与数量。
常用的荧光探针有以下几种:1. TaqMan探针:包括一个与靶标序列互补的引物和一个含有荧光染料和荧光淬灭剂的探针。
在PCR扩增过程中,当探针与靶标序列结合时,荧光信号被释放出来,从而检测扩增情况。
2. 分子探针:包括两个与靶标序列互补的引物和一个含有荧光染料的探针。
引物结合在靶标序列的两个相邻位置上,当探针被切割释放出荧光信号时,可以确定靶标序列的存在与数量。
3. PNA探针:PNA是一种具有非天然的胺基酸结构的寡核苷酸结合物,与DNA或RNA具有高度的亲和力。
PNA探针在PCR扩增过程中结合在靶标序列上,发出荧光信号。
三、荧光PCR核酸检测的应用荧光PCR核酸检测在许多领域中得到了广泛的应用。
以下是几个典型的应用案例:1. 基因分型:荧光PCR核酸检测可以用于基因分型,识别个体间的基因差异,例如在疾病易感基因的检测中起到关键作用。
荧光定量pcr实验原理与应用
荧光定量pcr实验原理与应用荧光定量PCR(qPCR)是一种常用的分子生物学技术,可以快速、准确地检测和定量DNA或RNA分子。
本文将介绍荧光定量PCR实验的原理和应用。
一、实验原理1. PCR反应PCR(聚合酶链式反应)是一种体外扩增DNA序列的技术。
在PCR反应中,通过加热使DNA双链解旋成单链,然后利用引物(primer)与目标序列互补配对,聚合酶(polymerase)在引物的作用下沿着模板链合成新的互补链。
这个过程会不断重复,每个循环会使目标序列数量翻倍。
2. 荧光探针荧光探针是一种特殊的引物,在其5'端连接有一个荧光染料(如FAM),在3'端连接有一个荧光抑制剂(如BHQ1)。
当荧光探针与目标序列互补配对时,聚合酶可以沿着模板链合成新的互补链,并将荧光染料从抑制剂中释放出来。
这个过程会导致荧光信号强度随着PCR反应进行而逐渐增加。
3. 标准曲线为了定量PCR反应产生的荧光信号,需要建立一个标准曲线。
标准曲线是一系列已知浓度的目标序列样品,通过在PCR反应中使用不同浓度的目标序列样品,可以建立一个荧光信号强度与目标序列浓度之间的关系。
这个关系可以用于计算未知样品中目标序列的浓度。
二、实验步骤1. 样品制备将待检测的DNA或RNA提取出来,并用电泳等方法检查其质量和纯度。
将样品稀释至适当浓度,并制备好质控样品和模板对照。
2. PCR反应体系制备根据PCR反应体系所需的组分(如聚合酶、引物、dNTPs等)按比例混合,并加入模板DNA或RNA,最终制备出PCR反应混合液。
3. 荧光探针设计和合成根据目标序列设计荧光探针,并将其合成。
荧光探针需要与引物配对,共同作为PCR反应体系中的一部分。
4. PCR反应程序设置根据所选用的PCR仪器和荧光探针类型设置PCR反应程序,包括温度梯度、反应循环数、荧光信号检测时间等。
5. qPCR实验将PCR反应混合液加入PCR管或板中,放入PCR仪器中进行反应。
荧光定量pcr的原理
荧光定量pcr的原理荧光定量PCR(Polymerase Chain Reaction)是一种用于检测DNA的技术,它结合了PCR和荧光探针技术,可以快速、高效地定量检测DNA样本。
荧光定量PCR的原理主要包括PCR扩增、荧光信号检测和数据分析三个部分。
首先,PCR扩增是荧光定量PCR的基础。
PCR是一种体外扩增DNA的技术,通过反复的热循环使得DNA序列得以扩增。
在荧光定量PCR中,扩增反应中加入了荧光标记的引物和探针,当PCR反应进行到特定的温度时,探针与目标DNA结合,导致荧光信号的释放。
PCR扩增的循环次数越多,荧光信号累积的越多,从而可以定量检测目标DNA的含量。
其次,荧光信号检测是荧光定量PCR的关键步骤。
在PCR扩增过程中,荧光信号会随着DNA的扩增而不断累积。
荧光信号的检测可以通过实时荧光定量PCR仪器来完成,这些仪器可以实时监测PCR反应过程中的荧光信号强度,并将其转化为荧光信号曲线。
通过监测荧光信号曲线的变化,可以准确地测定目标DNA的含量。
最后,数据分析是荧光定量PCR的最后一步。
通过实时荧光定量PCR仪器获取的荧光信号曲线,可以通过计算机软件进行数据分析。
软件可以根据标准曲线和样本曲线的荧光信号强度来计算目标DNA的含量,从而实现对目标DNA的定量检测。
总的来说,荧光定量PCR的原理是通过PCR扩增、荧光信号检测和数据分析三个步骤来实现对目标DNA的定量检测。
这种技术具有高灵敏度、高特异性和高准确性的特点,被广泛应用于基因表达分析、病原体检测、基因突变分析等领域。
希望通过本文的介绍,读者能够对荧光定量PCR的原理有一个清晰的了解,并能够在实验中正确应用这一技术。
荧光定量pcr原理和操作方法
荧光定量pcr原理和操作方法荧光定量PCR(Fluorescence quantitative PCR)是一种基于PCR技术,通过荧光信号来实时监测和定量PCR反应中的目标序列数量的方法。
本文将从原理和操作方法两个方面来详细介绍荧光定量PCR。
一、原理:荧光定量PCR的原理基于PCR反应进行,但其独特之处在于在PCR反应中引入荧光探针,通过荧光信号的实时监测来定量PCR反应中的目标序列数量。
1.引物设计:荧光定量PCR中仍需要设计引物。
引物是一对DNA片段,分别位于目标序列的上下游,用于对目标序列进行扩增。
扩增反应是由引物特异性地结合到目标序列上,并在PCR过程中进行DNA链的合成,增加DNA片段的数量。
2.荧光标记探针:与常规PCR不同的是,荧光定量PCR还需要引入荧光标记的探针。
探针是一个具有荧光标记物和荧光猝灭物(quencher)的特殊DNA片段。
探针要与目标序列上某一特定区域的序列互补,使探针与目标序列结合。
在探针结合的情况下,荧光标记物和荧光猝灭物相互靠近,导致荧光信号被猝灭。
3.荧光信号监测:荧光定量PCR在PCR反应过程中,实时检测荧光信号。
在荧光信号监测仪器的作用下,对PCR试管中的荧光强度进行连续采样。
在PCR初期,目标序列数量较少,探针与目标序列结合较少,荧光信号较小。
随着PCR反应的进行,目标序列数量增加,探针与目标序列结合增多,荧光信号增强。
通过监测PCR过程中荧光信号的变化,可以得到PCR反应过程中目标序列的实时数量。
二、操作方法:荧光定量PCR的具体操作步骤如下:1.实验室准备:准备好PCR试剂盒,包括引物、探针、聚合酶、dNTPs等。
根据实验需要,配制PCR试剂的工作液。
2.样品提取:根据实验的需要,从样本中提取出DNA模板。
如血液、组织、细胞等。
3.PCR反应体系的配制:根据实验需求和试剂盒说明书,配制PCR反应体系。
包括目标序列特异性的引物和探针,以及其他试剂如聚合酶、dNTPs等。
荧光定量pcr原理和步骤
荧光定量pcr原理和步骤荧光定量PCR(quantitative polymerase chain reaction,qPCR)是一种常用的分子生物学技术,能够快速、准确地定量检测DNA或RNA的含量。
下面将介绍荧光定量PCR的原理和步骤。
荧光定量PCR的原理主要基于传统PCR技术和荧光探针技术的结合。
传统PCR通过不断复制DNA模板,使其数量呈指数增加,但并不能定量测定模板初始含量。
为了解决这一问题,qPCR引入了特定的荧光标记探针,该探针可与扩增产物特异性结合,通过荧光信号的增加来反映模板的初始数量。
荧光定量PCR的步骤如下:1. DNA模板制备:从待检测样本中提取DNA,并进行纯化处理,确保所得到的DNA质量较高。
2. 反应体系配置:根据实验需要,准备PCR反应液,包括DNA模板、引物(forward primer和reverse primer)、DNA聚合酶、核苷酸和缓冲液等。
3. 反应条件设定:根据引物序列的特性和所需扩增产物的长度,确定PCR反应的温度周期条件,包括退火温度、延伸时间和循环次数等。
4. 荧光探针设计:根据待检测序列的特点,设计合适的荧光探针,通常这些探针包括一个荧光染料和一个猪尾巴。
5. 温度循环程序:将配置好的PCR反应液放入热循环仪中,根据反应条件进行温度循环,使DNA发生退火、延伸和复性,并产生大量的扩增产物。
6. 荧光检测:热循环仪会不断读取PCR反应体系中荧光信号的变化,通过荧光强度来定量检测DNA的含量。
荧光信号的强度与模板DNA的初始含量成正比。
7. 数据分析:通过计算荧光信号和模板DNA的标准曲线,可以得到待检测样本中目标序列的初始含量。
8. 结果解读:根据数据分析的结果,可确定待检测样本中目标DNA的绝对或相对含量。
荧光定量PCR凭借其高度敏感和快速准确的特点,已广泛应用于基因表达分析、病原体检测、遗传病筛查等领域。
随着技术的不断发展,荧光定量PCR将在医学诊断和疾病预测中发挥更加重要的作用。
实时荧光定量PCR原理及应用
实时荧光定量PCR原理及应用一、原理:1.荧光探针原理:a. TaqMan探针:TaqMan探针是由小分子荧光染料和一个捕获目标序列的DNA探针构成。
在PCR过程中,TaqMan探针会结合到特定的目标序列上,当DNA聚合酶在PCR反应中扩增特定序列时,探针被加性外切酶活性所降解,导致荧光信号逐渐降低,通过荧光信号的减弱来量化目标DNA的数量。
b. SYBR Green探针:SYBR Green探针是一种可以与双链DNA特异性结合的染料,当SYBR Green与PCR产物结合时,荧光信号增加。
通过测量荧光信号的增加来量化目标DNA的数量。
c. Molecular Beacons:Molecular Beacons是由在末端带有荧光分子和淬灭荧光的猝灭体构成的。
在PCR过程中,当Molecular Beacons与目标序列匹配时,荧光信号释放,通过测量荧光信号的释放来量化目标DNA的数量。
2.PCR反应原理:a.变性:将含有目标DNA序列的模板DNA样品与引物和荧光探针混合,加热至高温,使DNA双链解除成两股单链DNA。
b.引物结合:将反应体温度降低,引物结合到目标DNA序列的特定区域,并与模板DNA进行互补组装。
c.扩增:在DNA聚合酶的作用下,引物在模板上逐渐沿着DNA链延伸,产生新的DNA片段。
每一轮PCR循环结束后,荧光信号会相应地增加。
二、应用:1.目标基因表达分析:可以用实时荧光定量PCR测定特定目标基因的表达水平,从而研究基因的功能、调控机制或者生理功能的变化。
2.病原体检测:实时荧光定量PCR可以检测和定量各种病原体,例如病毒、细菌、真菌等。
常见的应用包括检测呼吸道病原体、性传播疾病病原体、食物中污染的细菌等。
3.肿瘤检测:实时荧光定量PCR可以用于肿瘤相关标志物的检测,帮助早期筛查和诊断肿瘤。
4.遗传突变检测:可以通过实时荧光定量PCR检测人类基因中的突变位点,提供遗传病检测和个体基因组分析的支持。
荧光定量pcr实验原理与应用
荧光定量pcr实验原理与应用荧光定量PCR(Polymerase Chain Reaction)是一种基于PCR技术的一种变种,它利用荧光探针实现对PCR产物的定量检测。
荧光定量PCR结合了PCR扩增和实时荧光检测技术,能够快速、准确地检测目标DNA的含量。
本文将介绍荧光定量PCR的原理及其在科研和临床应用中的重要性。
一、荧光定量PCR的原理荧光定量PCR的原理基本与常规PCR相似,也包括三个步骤:变性、退火和延伸。
其区别在于,在PCR反应体系中加入了含有荧光素的探针,这些探针与目标DNA序列特异性结合,并在PCR反应中被DNA聚合酶酶切,导致荧光信号的释放。
在PCR反应进行过程中,荧光信号与PCR产物量成正比,通过检测荧光信号的强度,可以实时监测PCR反应的进程,从而实现对目标DNA的定量检测。
荧光定量PCR可以通过不同的荧光探针来检测多个靶标,实现多重PCR检测。
二、荧光定量PCR的应用1. 病原微生物检测:荧光定量PCR广泛应用于病原微生物的检测,包括细菌、病毒、真菌等。
通过荧光定量PCR技术,可以实现对微生物的快速、准确的检测,有助于早期诊断和治疗。
2. 癌症诊断:荧光定量PCR可用于癌症早期筛查和诊断。
通过检测癌基因的表达水平,可以帮助医生判断肿瘤的类型、分级和预后,指导个体化治疗方案。
3. 遗传病检测:荧光定量PCR可用于遗传病的基因检测。
通过对患者DNA样本进行荧光定量PCR分析,可以准确检测遗传突变,帮助家庭规划和遗传咨询。
4. 食品安全监测:荧光定量PCR可以用于食品中致病微生物和转基因成分的检测。
通过对食品样品中目标DNA的定量检测,可以确保食品安全,保障公众健康。
5. 环境微生物监测:荧光定量PCR可用于环境微生物的监测和鉴定。
通过对环境样品中微生物的定量检测,可以了解微生物种类和数量,指导环境保护和生态恢复工作。
荧光定量PCR作为一种高灵敏、高特异性的分子生物学技术,在医学、生物学、食品安全和环境科学等领域发挥着重要作用。
荧光pcr的原理和步骤
荧光pcr的原理和步骤
荧光PCR(Polymerase Chain Reaction)是PCR技术的一种变体,它利用荧光标记探针实时监测PCR反应过程中产生的特定DNA片段的数量。
以下是荧光PCR的基本原理和步骤:
原理:
1. 在PCR反应中加入一种荧光标记探针。
2. 探针与PCR扩增产物结合,释放荧光信号。
3. 荧光信号可以被检测仪器捕捉并转化为数字信号。
4. 根据信号强度和PCR扩增周期数,可以测量DNA模板的数量和质量。
步骤:
1. 准备PCR反应体系,包括DNA模板,引物,荧光探针和PCR试剂。
2. 将PCR反应体系放入荧光PCR仪器中。
3. 开始PCR反应,依次进行变性、退火和延伸步骤。
4. 在PCR反应过程中,荧光探针与PCR扩增产物结合,产生荧光信号。
5. 捕捉和记录荧光信号,根据信号强度和PCR扩增周期数,测量DNA模板的数量和质量。
6. 分析数据,得出PCR反应的结果。
总的来说,荧光PCR技术可以实时监测PCR反应过程中的DNA扩增情况,具有高灵敏度和高特异性等优点,被广泛应用于基因分型、病原体检测、体外诊断
等领域。
荧光pcr原理
荧光pcr原理
荧光PCR是一种改进的聚合酶链反应技术,利用荧光探针实
时监测PCR反应过程中的增长情况。
它的原理如下:
首先,准备适当的DNA模板和引物。
DNA模板是待扩增的目标序列,引物则是用于扩增目标序列的一对短DNA片段。
接下来,在PCR反应体系中加入一种名为荧光探针的特殊探针。
这个荧光探针由两部分组成:一个与目标序列互补的
DNA序列和一个带有荧光信号发射器和荧光信号阻隔器的夹
双螺旋结构。
在初始状态下,探针的荧光信号发射器和信号阻隔器彼此靠得很近,导致荧光信号被信号阻隔器抑制,探针处于不发光的状态。
然后,将PCR反应混合液置于荧光PCR仪中开始扩增。
在PCR反应过程中,引物通过与DNA模板互补结合,产生一个
新的DNA链。
当反应体系达到适当的温度时,荧光探针结合
到新合成的DNA链上,并被聚合酶酶解。
聚合酶酶解过程中,会使得荧光信号发射器与信号阻隔器分离,荧光信号发射器获得活性,开始产生荧光信号。
荧光PCR仪会实时监测PCR反应过程中荧光信号的增长情况,并将其转化为荧光强度曲线。
根据荧光信号的增长情况,可以推测PCR反应中靶标序列的起始模板数量。
此外,荧光PCR
还可以结合软件分析来定量目标序列的起始数量。
总结来说,荧光PCR利用荧光探针实时监测PCR反应过程中
的增长情况,通过测量荧光信号的强度来推断目标序列的起始模板数量,为基因检测、病毒检测等领域提供了一种有效的技术手段。
荧光定量PCR技术原理与结果分析
荧光定量PCR技术原理与结果分析荧光定量PCR(qPCR)是一种广泛应用于分子生物学的实验技术,可以对DNA或RNA目标序列进行定量分析。
本文将介绍荧光定量PCR的原理和结果分析,包括实验步骤、PCR曲线的解读以及测定目标序列的相对表达水平等。
一、荧光定量PCR的原理荧光定量PCR技术主要基于PCR的原理,即通过模板DNA的逐渐扩增,来定量分析起始模板DNA或RNA的数量。
在实验中,荧光定量PCR通常使用DNA合成酶来合成目标序列的拷贝,通过在每个扩增周期后测量荧光信号的变化,来定量反应的进程。
1.准备试剂和反应体系:包括引物、合成的目标序列等。
2.PCR反应:在热循环PCR仪中,通过一系列不同温度的循环,使模板DNA的扩增合成逐渐发生。
3.荧光信号检测:通过在每个循环后侦测荧光信号的变化,来定量PCR反应的进程和模板DNA的数量。
4.数据分析:通过荧光信号的变化来计算模板DNA或RNA的相对表达水平。
二、荧光定量PCR结果分析1.PCR曲线的解读在荧光定量PCR反应中,通常会绘制荧光信号与PCR循环数的关系图即PCR曲线。
根据PCR曲线的形状,可以得到以下几个关键结果:(1)阈值循环数(Ct):阈值循环数是PCR曲线上荧光信号超过背景信号的循环数。
Ct值越小,目标序列的初始模板数量越多。
(2) 扩增效率(Efficiency):扩增效率可以通过计算PCR曲线斜率的反向值得到,通常表达为百分比。
扩增效率越高,说明PCR反应的有效性越好。
(3)Ct值偏移:Ct值偏移是指实验组与对照组(如阴性对照或基准组)之间的Ct值差异。
Ct值偏移的大小可以用于计算相对表达水平。
2.相对表达水平的测定相对表达水平是指在不同实验条件下,目标序列在不同组织或细胞中的表达量相对比较和定量分析。
常用的计算方法有:(1)∆∆Ct法:通过计算实验组与对照组的相对Ct值差异来获得相对表达水平。
∆∆Ct值越大,目标序列的表达水平差异越明显。
荧光PCR检测原理
实时荧光定量PCR技术是指在PCR反应体系中加入荧光染料或荧光基团,利用荧光信号来实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板浓度进行定量分析。
其特点有:(1)用产生荧光信号的指示剂显示扩增产物的量,进行实时动态连续的荧光监测,避免终点定量的不准确性,并且消除了标本和产物的污染,且无复杂的产物后续处理过程.(2)荧光信号通过荧光染料嵌入双链DNA,或荧光探针特异结合木得检测物等方法获得,打打提高了检测的灵敏度、特异性和精确性。
Real-time O—PCR可以应用于mRNA表达的研究、DNA拷贝数的检测、单核苷酸多态性的测定、细胞因子的表达分析、肿瘤耐药基因表达的研究以及病毒感染的定量监测。
实时荧光定量PCR技术的基本原理在PCR反应体系中加入荧光染料或荧光基团,这些荧光物质有其特定的波长。
仪器可以自动检出,利用荧光信号积累,实时监测整个PCR进程,在PCR 循环中,测量的信号将作为荧光阈值的坐标。
并且引入一个——Ct值(Threshold cycle)概念,Ct值是指产生可被检测到得荧光信号所需的最小循环数,是在PCR 循环过程中荧光信号由本底开始进入指数增长阶段的拐点所对应的循环次数。
荧光阈值相当于基线荧光信号的平均信号标准偏差的10倍。
一般认为在荧光阈值以上所测出的荧光信号是一个可信的信号,可以用于定义一个样本的Ct值。
通常用不同浓度的标准样品的Ct值来产生标准曲线,然后计算相对方程式。
方程式的斜度可以用来检查PCR的效率,所有标准曲线的线性回归分析需要存在一个高相关系数(R²>0.99),这样才能认为实验的过程和数据是可信的,使用这个方程式计算出未知样本的初始模板量.实时荧光定量PCR仪都有软件,可以从标准曲线中自动地计算出未知样本的初始模板量.实时荧光定量PCR技术的应用1. 基因工程研究领域①基因表达研究:对β地中海贫血症患者β与γ珠蛋白mRNA水平进行检测,其结果特异性强、定量准确,为了解β地中海贫血的分子病理机制及其临床诊断提供了可靠的检测数据.②转基因研究:利用两种发光探针及适当的循环阈值,扩增一个转移后的基因和一个对照基因,以分析转基因老鼠接合性。
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实时荧光定量PCR技术是指在PCR反应体系中加入荧光染料或荧光基团,利用荧光信号来实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板浓度进行定量分析。
其特点有:(1)用产生荧光信号的指示剂显示扩增产物的量,进行实时动态连续的荧光监测,避免终点定量的不准确性,并且消除了标本和产物的污染,且无复杂的产物后续处理过程。
(2)荧光信号通过荧光染料嵌入双链DNA,或荧光探针特异结合木得检测物等方法获得,打打提高了检测的灵敏度、特异性和精确性。
Real-time O-PCR可以应用于mRNA表达的研究、DNA拷贝数的检测、单核苷酸多态性的测定、细胞因子的表达分析、肿瘤耐药基因表达的研究以及病毒感染的定量监测。
实时荧光定量PCR技术的基本原理在PCR反应体系中加入荧光染料或荧光基团,这些荧光物质有其特定的波长。
仪器可以自动检出,利用荧光信号积累,实时监测整个PCR进程,在PCR循环中,测量的信号将作为荧光阈值的坐标。
并且引入一个——Ct值(Threshold cycle)概念,Ct值是指产生可被检测到得荧光信号所需的最小循环数,是在PCR 循环过程中荧光信号由本底开始进入指数增长阶段的拐点所对应的循环次数。
荧光阈值相当于基线荧光信号的平均信号标准偏差的10倍。
一般认为在荧光阈值以上所测出的荧光信号是一个可信的信号,可以用于定义一个样本的Ct值。
通常用不同浓度的标准样品的Ct值来产生标准曲线,然后计算相对方程式。
方程式的斜度可以用来检查PCR的效率,所有标准曲线的线性回归分析需要存在一个高相关系数(R²>0.99),这样才能认为实验的过程和数据是可信的,使用这个方程式计算出未知样本的初始模板量。
实时荧光定量PCR仪都有软件,可以从标准曲线中自动地计算出未知样本的初始模板量。
实时荧光定量PCR技术的应用1. 基因工程研究领域①基因表达研究:对β地中海贫血症患者β与γ珠蛋白mRNA水平进行检测,其结果特异性强、定量准确,为了解β地中海贫血的分子病理机制及其临床诊断提供了可靠的检测数据。
②转基因研究:利用两种发光探针及适当的循环阈值,扩增一个转移后的基因和一个对照基因,以分析转基因老鼠接合性。
该方法为45个转基因动物的同型结合及异质结合提供了明确的鉴定结果。
通过实时定量PCR检测,同型结合的异质接合动物交配后其子代中转基因的传递情况符合孟德尔遗传规律。
这项技术在转基因动物繁育及基因剂量功能效应实验中将有很大的用途。
③单核苷酸多态性(SNP)及突变分析:实时荧光定量PCR一个诱人的应用前景是用于检测基于两条探针和基因组的不稳定性。
基因突变基于两条探针,一条探针横跨突变点,另一条为锚定探针,与无突变位点的靶序列杂交。
两条探针用两种不同的发光基团标记。
如靶序列中无突变,探针杂交便完全配对,如有突变,则探针与靶序列不完全配对,会降低杂交体得稳定性,从而降低其熔解温度(Tm)。
这样便可对突变和多态性进行分析。
2. 医学研究领域①病原体检测:由于实时荧光定量PCR方法可靠性和重复性好,并且操作简便、快速、结果判断客观,目前,人们用此方法对人类免疫缺陷病毒、肝炎病毒、结核杆菌、巨细胞病毒、EB病毒、流感病毒A、流感病毒B等病原体的检测。
荧光定量PCR问世后的几年中,积累了大量有关病原体核酸量与感染性疾病发生、发展和预后之间关系的资料,这些研究资料不断丰富,将形成感染性疾病的临床分子诊断标准。
②药物疗效考核:利用实时荧光定量PCR技术检测临床样品中与抗药性相关的基因的表达。
结果证明,实时荧光定量PCR系统是定量检测抗药基因表达的可靠方法,应用这种技术可以预测化疗将引起的反应。
③肿瘤基因检测:肿瘤的本质是细胞基因发生了变化,是一种多基因异常的疾病,这些异常变化用实时荧光定量PCR方法都可以检测出来。
目前用此方法进行过端粒酶hTERT基因、慢性粒细胞性白血病bcr/abl融合基因、肿瘤MDRI 基因、白血病WTI基因、肿瘤ER基因、前列腺癌PSM基因、肿瘤相关的病毒基因等多种基因的表达检测。
随着与肿瘤相关的新基因的不断发现。
荧光定量PCR 技术将会在肿瘤的研究中发挥更大的作用。
3. 其他领域用实时荧光定量PCR方法对免疫组分进行分析是其应用的重要方面。
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。
检测方法1.SYBRGreenⅠ法:在PCR反应体系中,加入过量SYBR荧光染料,SYBR荧光染料特异性地掺入DNA 双链后,发射荧光信号,而不掺入链中的SYBR染料分子不会发射任何荧光信号,从而保证荧光信号的增加与PCR产物的增加完全同步。
SYBR定量PCR扩增荧光曲线图PCR产物熔解曲线图(单一峰图表明PCR扩增产物的单一性)2.TaqMan探针法: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产物的形成完全同步。
服务流程1.客户认真写好订单,提供待检基因相关信息;2.签订技术服务合同,支付预付款(30-50%);3.设计合成定量PCR引物(或客户提供文献引物委托本公司合成);4.DNA/RNA的抽提、定量、RNA反转录;5.PCR预实验,主要检测引物的特异性和扩增效率;6.正式定量实验:对所有样品上机检测;7.实验结果和数据分析,形成报告。
收费标准优惠包干价:120元/样/基因(SYBRgreenI法,相对定量)(含RNA提取,反转录,引物合成费用,上机测试费用(3个重复);一个参免费(参3个重复)Ct值(Cycle threshold,循环阈值)的含义为:每个反应管的荧光信号到达设定阈值时所经历的循环数(如图1所示)。
1. 荧光阈值(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,荧光阈值的缺省(默认)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 3-152. Ct值与起始模板的关系每个模板的Ct值与该模板的起始拷贝数的对数存在线性关系,公式如下。
Ct=-1/lg(1+Ex)*lgX0+lgN/lg(1+Ex)n为扩增反应的循环次数,X0为初始模板量,Ex为扩增效率,N为荧光扩增信号达到阈值强度时扩增产物的量。
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。
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。
实时荧光定量PCR所使用的荧光物质可分为两种: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。
而新型TaqMan-MGB 探针使该技术既可进行基因定量分析,又可分析基因突变(SNP),有望成为基因诊断和个体化用药分析的首选技术平台。
2. SYBR荧光染料:在PCR反应体系中,加入过量SYBR荧光染料,SYBR荧光染料非特异性地掺入DNA双链后,发射荧光信号,而不掺入链中的SYBR染料分子不会发射任何荧光信号,从而保证荧光信号的增加与PCR产物的增加完全同步。
SYBR仅与双链DNA进行结合,因此可以通过溶解曲线,确定PCR反应是否特异。
3. 分子信标:是一种在5和3末端自身形成一个8个碱基左右的发夹结构的茎环双标记寡核苷酸探针,两端的核酸序列互补配对,导致荧光基团与淬灭基团紧紧靠近,不会产生荧光。
PCR产物生成后,退火过程中,分子信标中间部分与特定DNA序列配对,荧光基因与淬灭基因分离产生荧光。
1.传统定量PCR方法简介1)参照法:在不同的PCR反应管中加入已定量的标和引物,标用基因工程方法合成。
上游引物用荧光标记,下游引物不标记。
在模板扩增的同时,标也被扩增。
在PCR产物中,由于标与靶模板的长度不同,二者的扩增产物可用电泳或高效液相分离开来,分别测定其荧光强度,以标为对照定量待检测模板。
2)竞争法:选择由突变克隆产生的含有一个新切位点的外源竞争性模板。
在同一反应管中,待测样品与竞争模板用同一对引物同时扩增(其中一个引物为荧光标记)。
扩增后用切酶消化PCR产物,竞争性模板的产物被酶解为两个片段,而待测模板不被酶切,可通过电泳或高效液相将两种产物分开,分别测定荧光强度,根据已知模板推测未知模板的起始拷贝数。
3)PCR-ELISA法:利用地高辛或生物素等标记引物,扩增产物被固相板上特异的探针所结合,再加入抗地高辛或生物素酶标抗体-辣根过氧化物酶结合物,最终酶使底物显色。
常规的PCR-ELISA法只是定性实验,若加入标,作出标准曲线,也可实现定量检测目的。
2.标在传统定量中的作用由于传统定量方法都是终点检测,即PCR到达平台期后进行检测,而PCR经过对数期扩增到达平台期时,检测重现性极差。
同一个模板在96孔PCR仪上做96次重复实验,所得结果有很大差异,因此无法直接从终点产物量推算出起始模板量。
加入标后,可部分消除终产物定量所造成的不准确性。
但即使如此,传统的定量方法也都只能算作半定量、粗略定量的方法。
3.标对定量PCR的影响若在待测样品中加入已知起始拷贝数的标,则PCR反应变为双重PCR,双重PCR 反应中存在两种模板之间的干扰和竞争,尤其当两种模板的起始拷贝数相差比较大时,这种竞争会表现得更为显著。
但由于待测样品的起始拷贝数是未知的,所以无法加入合适数量的已知模板作为标。
也正是这个原因,传统定量方法虽然加入标,但仍然只是一种半定量的方法。
实时荧光定量PCR技术有效地解决了传统定量只能终点检测的局限,实现了每一轮循环均检测一次荧光信号的强度,并记录在电脑软件之中,通过对每个样品Ct值的计算,根据标准曲线获得定量结果。
因此,实时荧光定量PCR无需标是建立在两个基础之上的:1)Ct值的重现性PCR循环在到达Ct值所在的循环数时,刚刚进入真正的指数扩增期(对数期),此时微小误差尚未放大,因此Ct值的重现性极好,即同一模板不同时间扩增或同一时间不同管扩增,得到的Ct值是恒定的。