原位杂交技术
原位杂交名词解释
原位杂交名词解释
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核酸序列在细胞或组织中的分布情况。
该技术利用一段含有探针的核酸序列与待检测样品中的相应核酸序列进行互补杂交，通过标记的探针的位置和数量来确定目标序列的位置。
原位杂交的操作一般分为以下几个步骤：
1.固定样本：首先需要将待检测的细胞或组织样本固定在载玻
片或载体上，使其不被破坏。
2.脱氧核酸的解性处理：将样本中的DNA或RNA进行解性处理，使其成为单链的状态，以利于与探针的杂交。
3.制备探针：设计和合成一段与目标核酸片段互补的核酸探针，并进行标记。
标记可以使用荧光标记剂、酶标记剂等。
4.杂交：将制备好的探针加到固定的样品上，在合适的温度和
离子平衡条件下，使探针与待检测的样品中的目标序列发生互补杂交。
5.洗涤：通过一系列洗涤步骤，去除未与目标序列相互补的探针。
6.检测和成像：利用显微镜或其他成像设备观察和记录探针的
标记位置和数量，以确定目标序列在样品中的分布情况。
原位杂交技术可以用于很多领域，如遗传学、细胞生物学和病理学等。
它可以用来研究基因表达、染色体异常、病原体感染等问题，帮助科学家更好地了解细胞和组织的结构和功能。
此外，原位杂交还可以用来诊断疾病，如肿瘤、遗传病等，通过监测特定基因的表达情况，帮助医生做出正确的诊断和治疗方案。
总的来说，原位杂交是一种研究和定位目标核酸序列在细胞或组织中分布情况的技术，具有高灵敏度和高特异性的优点，可以广泛应用于生命科学的各个领域。
原位杂交
原位杂交原位杂交是在分子生物学领域应用极为广泛的实验技术之一，是在研究生物体发育过程中的一种极为重要的分子遗传学的研究方法。
其英文名为in situ hybridization,其中in situ为拉丁文，原义是"in its natural position". 字面的意思理解就是说在其原来的天然的位置处杂交。
原位杂交主要是基于以下这个主要原理：单链的DNA或者RNA只要他们的序列是互补的，即符合AT，CG的碱基配对原则，那么这样的两条核酸链之间（DNA-DNA，DNA-RNA，RNA-RNA）就可以形成一个稳定的杂交复合体。
这一原理对于检测一个特异的mRNA在某一种生物体，或者某些组织切片、单个细胞里具体表达位置非常有用。
该技术最早应用于6 0年代末期，由于核酸分子杂交的特异性高，并可精确定位，因此该技术已被广泛应用，例如与细胞内RNA进行杂交以观察该组织细胞中特定基因表达水平。
原位杂交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他成分的影响，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；同时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。
核酸原位杂交可根据其检测物而分为细胞内原位杂交和组织切片内原位杂交；根据其所用探针及所要检测核酸的不同又可分为DNA-DNA, RNA-DNA, RNA-RNA杂交。
但不论哪种杂交都必须经过组织细胞的固定，预杂交，杂交，冲等一系列洗步骤及放射自显影或免疫酶法显色以显示杂交结果。
我们在这儿介绍的是整胚原位杂交，不同于一般的在载片上对细胞和组织切片进行探针杂交及检测的原位杂交，而是对完整的斑马鱼胚胎进行探针杂交及检测，从整体上把握探针的结合部位，然后对胚胎进行切片，以确定探针结合的具体位置。
整胚原位杂交在斑马鱼分子生物学研究中是一种非常重要的实验方法，原位杂交的探针可以是同位素的探针，用放射自显影来检测；也可以是非同位素的探针，通过荧光或酶法予以检测。
分子生物学研究中的原位杂交技术
分子生物学研究中的原位杂交技术1. 引言原位杂交技术(In Situ Hybridization，ISH)是一种分子生物学研究中常用的重要技术方法，它在研究基因功能、表达、定位和疾病等方面具有广泛的应用。
通过掌握ISH技术的基础知识和基本操作，可以为分子生物学的深入研究提供强有力的工具。
2. 背景知识ISH技术是通过将DNA或RNA探针与待检测物品（如细胞、组织、染色体等）发生靶向杂交反应，从而探究DNA和RNA序列在待检测物品内的分布、表达及功能等。
利用双链DNA分子中序列互补的特性，ISH技术可以检测同源性的DNA或RNA序列，并确定它们在待检测物品内的位置。
ISH技术有多种类型，其中包括原位DNA杂交（In Situ DNA Hybridization，ISDH）、细胞核流式原位杂交（Fluorescence InSitu Hybridization of Interphase Nuclei，FISH）、原位RNA杂交（In Situ RNA Hybridization，ISR）等。
FISH是目前应用最广泛的一种ISH技术，它能够在细胞核级别上进行检测，解决了ISDH只能检测染色体水平的限制。
3. 原位DNA杂交 (ISDH)ISDH技术是通过从待检测物品中提取DNA标记探针，利用其与待检测物品DNA发生互补杂交来实现。
它能够检测到DNA分子的位置和数量，并确定待检测物品中特定DNA序列的分布。
ISDH的操作步骤主要包括：（1）待检测物品的准备和固定；（2）DNA探针的制备和标记；（3）探针与待检测物品DNA的杂交；（4）洗涤和显色。
4. 细胞核流式原位杂交 (FISH)FISH技术是通过使用荧光探针，将荧光标记的DNA探针与待检测物品的染色体DNA或RNA发生互补杂交反应，直接在细胞核水平上检测DNA序列的位置和数量。
FISH技术不仅能够在正常染色体结构和分布的情况下对基因进行检测，还能够检测基因突变、重排等变异情况。
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。
原位杂交技术的具体步骤
原位杂交（In situ hybridization）是一种用于检测核酸序列在细胞或组织中的位置和表
达水平的技术。
下面是原位杂交技术的一般步骤：
1.样品固定：首先，准备需要检测的细胞或组织样品，并将其进行固定。
常用的固定方法包括使用乙醛、乙酸、甲醛等。
2.使DNA或RNA标记：选择适当的探针，它可以是DNA或RNA序列，用于与目标
核酸序列杂交。
标记的方法通常使用荧光染料、酶或同位素等。
3.制备与标记探针配对的杂交缓冲溶液：制备含有探针的杂交缓冲溶液，其中包含适当的盐和添加剂，以提供最佳的杂交条件。
4.杂交：将标记的探针加入样品中，让其与目标序列进行杂交。
这一步可以在高温条件下进行，以增加探针与目标序列的特异性结合。
5.洗涤：进行一系列洗涤步骤，以去除未结合的探针和非特异结合物，提高信号的特异性。
6.反应可视化：根据所使用的标记方式，进行合适的染色或检测步骤，以显示杂交信号。
这可以是荧光显微镜观察、酶反应染色或同位素探测等。
7.结果分析：通过显微镜观察或其他适当的图像分析方法来解读和分析杂交结果。
评估信号的位置、强度和特异性。
这些步骤仅为一般原位杂交的基本流程，具体的实验条件和步骤可能会根据研究目的
和样本类型的不同而有所调整。
原位杂交技术在生物医学研究等领域广泛应用，可以
帮助研究者了解基因表达和变化的空间定位和时序关系。
原位杂交技术
原位杂交技术的特点
光镜或电镜
在保持组织、细胞或染色体结构的条件 下在原位检测特异的核酸分子，这种定位能 够反应特异核酸分子与组织、细胞或细胞器 的关系
原位杂交技术的发展
1969年，Gall等人首次应用原位杂交方法检测 病毒DNA，核糖体DNA
标记分子：35S-UTP 35S-dATP 35S-dCTP 32P-UTP 32P-dATP 等等
非放射性标记物
（荧光素 生物素 地高辛 溴脱氧尿嘧啶等）
被导入某个单核苷酸而形成标记分子
如： 四甲基罗达明-UTP
生物素-UTP (Bio-UTP)
地高辛-dUTP (Dig-dUTP)
溴脱氧尿嘧啶本身为标记分子
变 性 DNA
复
变性的两条互补DNA单链在适当条件
性
下重新缔合成双链的过程称为复性
退火
复性可以发生在导致变性的高温下降的时 候，因此又将复性称为退火
(活细胞内的DNA在进行复制和转录时也存
在着变性和复性的过程)
原位杂交
以经过标记的已知核酸分子为探针 以细胞内与探针序列互补的特异核酸分子为靶分子 在一定条件下使探针与靶核酸分子在原位发生杂交
cDNA双链探针的优点：
⑴ 克隆于质粒中，可以无限繁殖，取之不尽 ⑵ 较稳定，不易被降解 ⑶ 标记方法可靠易行
2. RNA探针
RNA是单链分子 （探针长度50-300碱基对）
优点： ⑴ 杂交效率比DNA探针高
⑵ 在检测mRNA时所形成的RNA-mRNA杂交体 比DNA-mRNA杂交体稳定
⑶ 可以同时得到同义RNA链和反义RNA链
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。
总之，原位杂交技术是一种重要的基因分析技术，可以揭示细胞内基因的表达模式和基因组的结构。
在今后的研究中，我们有理由相信原位杂交技术将发挥更大的作用，并帮助科学家们更好地理解生命的奥秘。
原位杂交技术的具体步骤
原位杂交技术的具体步骤原位杂交技术是一种用于研究基因组结构和功能的重要方法。
它可以帮助我们了解基因在细胞中的定位和表达情况，进而揭示基因调控的机制。
本文将详细介绍原位杂交技术的具体步骤。
一、制备探针在进行原位杂交实验之前，首先需要制备合适的DNA或RNA探针。
探针是一段标记有荧光染料或放射性同位素的DNA或RNA序列，用于与待检测样品中的靶标DNA或RNA进行互补配对。
制备探针的方法有多种，常见的包括随机引物标记法、PCR标记法和转录标记法等。
二、取样和固定在进行原位杂交实验时，需要采集待检测样品，并将其固定在载玻片上。
固定的目的是保持样品的形态结构和细胞核的完整性，以便后续的杂交反应能够准确地进行。
常用的固定方法有冷冻固定、乙醛固定和细胞固定等。
三、脱水和处理在固定完样品后，需要对其进行脱水处理。
脱水的目的是去除样品中的水分，使探针能够更好地与靶标DNA或RNA结合。
脱水处理通常采用浓度递增的乙醇溶液进行，如70%、85%和95%乙醇溶液。
四、杂交反应杂交反应是原位杂交技术的核心步骤。
在杂交反应中，将制备好的探针与待检测样品中的靶标DNA或RNA进行互补配对。
杂交反应的条件包括温度、时间和缓冲液的选择等。
一般来说，杂交温度较高可以提高探针与靶标的互补配对效率，但也可能导致非特异性杂交的发生。
五、洗涤和检测在杂交反应完成后，需要对样品进行洗涤，以去除非特异性杂交的探针。
洗涤的条件通常是选择适当的盐溶液和洗涤时间，以确保只有与靶标DNA或RNA互补配对的探针能够保留在样品中。
洗涤完成后，可以使用适当的检测方法来检测样品中的探针信号，如荧光显微镜、放射自显影等。
六、结果分析根据样品中的探针信号，可以进行结果的分析和解读。
通过观察探针的分布和强度，可以确定靶标DNA或RNA在细胞中的定位和表达情况。
此外，还可以通过对多个样品的比较分析，揭示基因的差异表达和调控机制。
原位杂交技术是一种重要的分子生物学方法，可以帮助我们研究基因组的结构和功能。
原位杂交技术
生物素：在动物细胞中是羧化酶的辅酶，在肝、肾、心、
肺等组织中丰富，主要集中在线粒体中。 地高辛：从洋地黄植物的花和叶中提取。
（动物细胞中不存在）
组织样品制备
（一）.去除或抑制RNA酶
方法有两类：
物理方法： 对耐高温的器具如玻璃器皿，不锈钢器具进行高
温烘烤（180-200℃干烤4-6小时）。
原理：碱基互补配对原则
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原位分子杂交
杂交体
杂交条件
严格度概念
DNA-DNA
杂交体
DNA-RNA RNA-RNA
稳定性：
DNA-DNA﹥DNA-RNA ﹥RNA-RNA
稳定性受以下因素影响：甲酰胺浓度 盐浓度等 温度等
原位杂交技术的条件
杂交液 探针浓度 温度 PH 时间
杂交液
对溶液和耐高温塑料器具作高温蒸汽消毒 化学方法：
焦磷酸二乙酯（DEPC） 作用机制：通过与组氨酸结合使蛋白质变性
（二）取材
组织要求新鲜，迅速投入到固定液中 标本置于低温环境下可抑制RNA酶作用
（三）固定
4％多聚甲醛培养2-6小时（培养细胞30分钟）
（四）包埋和切片
常规方法
（五）电镜杂交技术
（六）冷冻切片
冷冻切片保存靶细胞较多，较易获得杂交 信号
原位杂交
（一）杂交前处理
1.灭活内源性酶 在用酶作为报告分子时
（过氧化物酶 碱性磷酸酶）
2.RNA酶处理 3.盐酸和乙酸酐处理 提高杂交效率并降低背景 4.通透处理 消化去除细胞表面和内部特别是靶细胞
周围的蛋白质，增加探针等反应分子对 靶核酸分子的接触机会
温度
杂交时温度一般低于相对杂交体Tm值25℃
原位杂交技术
定义 原位杂交技术的原理
原位 杂交
特点及分类 原位杂交方法 结果
一、定义 原位杂交技术是将分子生物学与细胞化 学技术结合起来，以标记的核酸分子为探 针，在组织细胞原位检测特异核酸分子的 技术。
二、原位杂交技术的原理
在细胞原位显示特异的DNA或RNA分子
对标记探针进行探测 与组织细胞中的靶核酸发生杂交 含有特异序列、经过标记探针
抗衰老基因Klotho原位杂 交图 ×200
荧光原位杂交技术
利用荧光标记的核酸片段为探针，与染色体上或DNA显微 切片上特异片段杂交交，通过荧光检测系统检测信号DNA 序列在染色体或DNA显微切片上的目的DNA序列，进而确 定其杂交位点。
多彩色荧光原位杂交技术
用几种不同颜色的荧光素单独或混合标记的探针进行原位杂交，能同时 检测多个靶位，各靶位在荧光显微镜下和照片上的颜色不同，呈现多种色彩， 因而被称为多彩色荧光原位杂交。
每张切片20ul杂交液，在40℃恒温箱过夜（装入含20%的湿盒中）
37℃漂洗: 2×SSC、1×SSC、 0.5×SSC各漂洗15min
BSA封闭30分钟
滴加生物素化鼠抗地高辛,37℃1h PBS漂洗4×5min
滴加SABC、37℃20min
PBS漂洗4×5min
滴加生物素化过氧化物酶 37℃20min
PBS漂洗4×5min
DAB显色、约20min 蒸馏水漂洗
苏木素复染
蒸馏水漂洗
封片、拍照
大鼠颅骨骨缺损处CXCR4 的表达 × 400
× 400
×
大鼠颅骨骨缺损处CXCR4 的表达
变性
复性
杂交: 异质单链缔和成双链的过程
杂交
利用已知的标记的核酸序列（探针） 去识别并结合组织中待测的DNA 和 RNA
原位杂交技术
与免疫学中抗原－抗体的反应相似。
操作流程
试剂配制：(1)杂交增强液 (2) DAB显色液 组织处理：宫颈活检组织经 50%甲醛溶液 固定。脱水，浸蜡，包埋，烤片。
脱蜡及水化
杂交预处理
信号放大及显色
应用
应用范围
应用范围广泛： Content design, 10 years experience 可对特定的基因(如癌 基因、病毒基因)DNA、mRNA的 表达进行定位、定性和定量、组织 细胞分布和杂交电镜的亚细胞定位 研究。
CISH 检测乳腺癌HER-2/neu的基因状 态 FISH 在肿瘤、产前、诊断、血液病 领域的应用诊断领域的应用
应用
应用实例
采用CISH、IHC法联合检测胃腺癌EGFR、 welcome to use these PowerPoint templates, New HER2的蛋白表达及基因状态，旨在探寻胃腺癌 Content design, 10 years experience 靶向治疗实验室可靠检测手段及判定标准， IHC 检测蛋白表达与CISH检测基因扩增虽具一致性， 但存在假阳性及假阴性，仅IHC检测蛋白表达仅 (3+)与CISH检测基因扩增有较好一致性，进一 步说明IHC法特异性低。常规IHC法易受多种技 术误差的影响，降低了敏感性及特异性，已受到 质疑。
参考文献
1 王文勇,黄晓峰,闫庆国等.分子生物学新技术新方法及其 在病理学中的应用[J],2011年全国西安病理技术学术会议 暨全军第七届病理技术学术会议. 2 孟 丽.原位杂交技术的应用及操作体会[J].实用医技杂 志,2012,19(1):94-95. 3 陈开慧.荧光原位杂交技术的应用[J].National Medical Frontiers of China,2012,7(23):7-8. 4 王建,张功亮,肖军兰.显色原位杂交 技术在检测乳腺癌基 因状态中的应用[J]实验与检验医学,2008,28(6):593-594. 5 朱献斐,赵亚娟,刘海芳.CISH、IHC联合检测胃腺癌 EGFR、HER2基因状态及其临床意[J].ModernPractical Medicine,2012,24(1):26-28.
原位杂交技术的原理及类型
原位杂交技术的应用实例
原位杂交技术的挑战与前景
列举几个原位杂交技术在生物学研究中的 应用实例，如基因表达分析、染色体定位 、病毒检测等。
探讨原位杂交技术面临的挑战，如灵敏度 、特异性、定量分析等方面的问题，以及 未来可能的发展趋势和应用前景。
02
原位杂交技术基本 原理
DNA与RNA杂交原理
碱基互补配对
改进方向和发展趋势预测
多重检测技术的发展
开发能够同时检测多个目标序列的多重原 位杂交技术，以满足复杂样本分析的需求。
A 自动化与高通量化
随着技术的发展，未来原位杂交技 术有望实现自动化和高通量化，提
高实验效率和准确性。
B
C
D
与其他技术的结合
将原位杂交技术与其他分子生物学技术相 结合，如基因编辑、单细胞测序等，为生 物医学研究提供更丰富的信息。
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。
杂交反应条件及优化
温度控制
杂交反应需要在一定的温度下进行，通常是低于探针解链温度（Tm）的几度。温度过高会导致探针解链，温度过低则会 影响杂交效率。
盐浓度和pH值
盐浓度和pH值对杂交反应也有重要影响。适当的盐浓度可以促进碱基配对，而pH值则需要保持在中性范围内以避免 对探针和样本的损害。
反应时间和杂交后处理
原位杂交技术
高严格度条件下 低严格度条件下
碱基完全互补的双链可形成杂交体 碱基对不完全互补的双链也能形成杂交体
二、杂交体的探测
使标记的杂交体在光镜或电镜下可见 （一） 放射自显影方法 （二） 免疫细胞化学方
（一）放射自显影方法 用同位素标记探针来显示杂交反应的方法
去除或抑制RNA酶方法：
去除或抑制RNA酶的方法有两类
物理方法： 对耐高温的器具如玻璃器皿、不锈钢器 具作高温烘烤（180-200℃干烤4-6小时） 对溶液和耐热塑料器具作高压蒸气消毒
化学方法： 焦碳酸二乙酯( DEPC ) 作用机制是通过与组氨酸结合而使蛋白 质变性
组织样品制备
(二) 取材 (三) 固定
胶体金联结 的抗小鼠抗体
电镜非放射性原位杂交： 地高辛标记探针－间接胶体金检测
第二节 原位杂交方法
一、探针 二、组织样品制备 三、原位杂交 四、杂交体的探测 五、基本实验过程 六、一些关键问题
一、探针
（一）探针的选择 （二）探针标记物的选择
（一）探针的选择
cDNA和RNA ：适宜于检测mRNA分子
பைடு நூலகம்
（六）冷冻切片 冷冻切片保存靶核酸较多 较易获得杂交信号
三、原位杂交 （一） 杂交前处理
1.灭活内源性酶 在用酶作为报告分子时
（过氧化物酶 碱性磷酸酶）
2.RNA酶处理
3.盐酸和乙酸酐处理 提高杂交效率并降低背景
4. 通透处理 消化去除细胞表面和内部特别是靶核
酸周围的蛋白质，增加探针等反应分 子对靶核酸分子的接触机会
DNA —— 可以是中期染色体上的或是间期细 胞核内的，也可以是线粒体DNA或 病毒DNA
原位杂交技术（insituhybridization,ISH）
原位杂交技术（insituhybridization,ISH）我们常说，科学家也是艺术家，在明确真理探索科学的道路上，往往会创造出很多极具美感的艺术作品，比如下面的这些实验结果图，美吧~---Olson, B. D. and Downes, G. B.---in situ Hybridization of wild type Drosophila embryos所以今天小笔为大家介绍的就是能做出这种美美图的新技能，原位杂交实验~基本原理简单点说就是碱基互补配对原则。
官方来讲的话，就是我们将外源核酸（也就是常说的分子探针）与组织、细胞上待检测的DNA或RNA进行配对，形成核酸杂交分子，再经过一定手段将这个杂交分子的位置显示出来。
实验技术的更新是很快的，在明确了该技术的可行性后，科学家进一步改进并进行分类，主要有以下几类：荧光原位杂交技术：DNA分子原位杂交技术；在原技术手段上增加了荧光元素，技术手段较为先进，易掌握，运用广泛，一会儿小编会着重介绍哦~毕竟，能够在我们自己的实验中运用上，才是我们的最终目标嘛。
多彩色荧光原位杂交技术：显而易见，是荧光原位杂交的升级版，采用多个荧光来检测，目前的发展及运用也是较多的。
原位PCR：将原位杂交结合PCR技术发展起来的实验方法。
说实话，了解的比较少，我就不班门弄斧了，呵呵。
基因组原位杂交技术：该技术在我们的领域可能运用的毕竟少，主要是根据物种DNA同源性差异实现，在农作物等的杂交育种上运用较广，我就不详细介绍啦~明确了以上的分类及原理后，接下来小编主要讲讲在我们的领域中运用较广的荧光原位杂交方法。
结合示意图可以更好的理解哦~实验材料（重要的，基础材料不赘述）1. 4%多聚甲醛（1x PBS配置）：固定剂2. 蛋白激酶K：使得靶核酸暴露，增加探针和靶核酸结合。
3. 杂交缓冲溶液实验步骤取材：动物组织取材（小鼠采用心脏灌流法）后在4%的多聚甲醛中固定4小时左右， 1x PBS洗5次，每次30分钟，用25%蔗糖脱水过夜（均在4°进行）。
原位杂交技术
2012.11.22
Thank you !!!
2012.11.22
有与探针结合的标记物
2012.11.22
标本制备
固定
固定剂 ：4%多聚甲醛 固定方法：浸润法，灌注法
切片
冰冻切片 石蜡切片
2012.11.22
核酸分子探针
核酸探针是指带有标记物的已知碱基 序列的核酸片段，能与靶核酸即待测核酸 反应，是用于组织细胞内的特定核酸序列 定位的关键试剂。
2012.11.22
荧光原位杂交技术
利用荧光标记的核酸片段为探针，与染色体上或 DNA显微切片上的特异核酸进行杂交，通过荧光检测系 统检测DNA在染色体或DNA显微切片上位置。
2012.11.22
FISH技术的原理图解
多色荧光原位杂交技术
利用几种不同颜色的 荧光素标记的探针进 行原位杂交，能同时 检测多个靶位，克服 了FISH技术的局限， 能同时检测多个基因。
2012.11.22
应用领域
①细胞特异性mRNA转录的定位，可用于基因 图谱，基因表达和基因组进化的研究； ②感染组织中病毒DNA/RNA的检测和定位； ③癌基因、抑癌基因及各种功能基因在转录水 平的表达及其变化的检测； ④基因在染色体上的定位； ⑤检测染色体的变化，如染色体数量异常和染色体易位 等； ⑥分裂间期细胞遗传学的研究，如遗传病的产前诊断和某 些遗传病基因携带者的确定，某些肿瘤的诊断和生物学 剂量测定等。
2012.11.22
杂交后处理
杂交后处理主要包括系列不同浓度、不 同温度盐溶液的漂洗，盐浓度由高到低，而 温度由低到高，漂洗10～15min。
原位杂交技术
原位杂交技术一、概述（一）概念：原位杂交( in situ hybridization, ISH )是应用生物化学中核酸分子杂交( nucleic acid molecular hybridization )的原理,在组织切片、细胞涂片或印片上原位检测某种DNA或RNA序列的一项技术。
是将分子杂交与组织学相结合的一项技术，也称之为杂交组织化学(hybridization histochemistry)、细胞杂交(cytologicalhybridization)或原位杂交组织化学(in situ hybridizationhistochemistry)。
（二）历史和现状可以检测组织细胞本身的或外源的DNA或RNA序列。
二、原位杂交的基本原理核酸分子杂交的基本原理是利用核酸分子(DNA , RNA)的碱基对形成氢键的互补性(A=T , A=U , C=G)，用一标记的核酸探针去检测与之碱基互补的靶核酸，这与免疫学中抗原－抗体的反应相似。
优点：①分子杂交的特异性强、灵敏度高，同时又有组织细胞化学染色的可见性。
②既可用新鲜组织，又可用石蜡包埋组织作回顾性研究。
③所需样本量少，可用活组织细针穿刺和细胞涂片。
④应用范围广泛，可对特定的基因(如癌基因、病毒基因)DNA、mRNA的表达进行定位、定性和定量、组织细胞分布和杂交电镜的亚细胞定位研究。
三、探针(probe)是含有互补顺序的外源性被标记的DNA或RNA片段，是在原位杂交中用于检测细胞内特定DNA或RNA顺序定位的特殊试剂，探针的碱基序列是已知的，只能与特定的核酸分子结合上。
用于原位杂交的探针有不同种类，可用于不同靶核酸的探测。
（一）探针种类、来源和应用1. 双链cDNA探针2. 单链cDNA探针3. 寡核苷酸探针4. cRNA探针（二）探针标记的种类1.放射性标记2.非放射性标记最常用的为生物素(光敏生物素、补骨脂素生物素)和地高辛(digxigenin , DIG)，此外还有荧光素、酶类，如辣根过氧化酶(HRP)和碱性磷酸酶(ALP)等。
细胞生物学技术：4原位杂交技术
地高辛、BrdU ；生物素 “探针标记物”
显示探针标记物 的方法
？
抗体 标核酸的“标记物”
外加抗原
报告分子（reporter molecules）
显示探针标记物而使用的免疫细胞化学标记物常被叫做报告分子 即与抗体或亲和素联结、最终在显微镜下可见的分子：
荧光素 酶— HRP (H2O2和DAB)
AKP (NBT/BCIP)
胶体金
※例如：用地高辛标记的核酸探针 可通过荧光素、酶标记抗地高辛抗体、胶体金显示
报告分子 抗体
标核酸的“标记物” 外加抗原
靶核酸
地高辛 标记探针
碱性磷酸酶 联结的抗地高辛抗体
光镜 非放射性原位杂交： 地高辛标记探针－碱性磷酸酶联结抗体检测
对比明显）
his-miR-21
紫色信号
AP标记
（注：显色略强）
（二）放射自显影方法 目前较少使用
用同位素标记探针来显示杂交反应的方法
同位素：同一化学元素但原子质量不同的原子，如 31P,32P,33P。
放射性同位素：不稳定同位素。
基本特点： *衰变：衰变后才能趋向于稳定，衰变同时发出射
线，射线可使特殊材料感光。
2.非放射性标记物：(1)荧光素 (2)生物素(Biotin) (3)地高辛(Digoxigenin) (4)BrdU
标记分子：对碱基配对不造成影响
标记物的灵敏度排序是： 32P＞35S＞3H＞地高辛/生物素
丰富， 细胞器：集中在线粒体内 标记物的内源性干扰：
DNA-DNA ＜DNA-RNA ＜RNA-RNA 稳定性也受杂交条件影响。
原位杂交技术
核酸分子杂交技术分子杂交是利用某些分子与另外的一些分子特异结合而形成结合体的过程，狭义指核酸分子杂交即具有一定同源序列的两条核酸单链（DNA或RNA），在一定条件下按碱基互补配对原则经过退火处理，形成异质双链的过程。
根据杂交对象位置的不同可分为：固相杂交,液相杂交,原位杂交。
1、固相杂交固相杂交即先将待测单链核酸样品结合到支持物（常用有硝酸纤维素滤膜、尼龙膜、化学活化膜等）上，然后与溶液中的已知序列的标记探针进行杂交。
固相杂交的特点：固相杂交后，未杂交的游离片段易除去，从而使膜上留下的杂交分子较易检测，并可有效避免靶DNA自我复性。
故固相杂交技术最为常用。
常用的固相杂交类型有：菌落原位杂交、斑点杂交、狭缝杂交、Southern印迹杂交、Northern印迹杂交、组织原位杂交和夹心杂交等。
2、液相杂交液相杂交是指待测核酸和探针都存在于杂交液中，探针于待测核酸在液体环境中按照碱基互补配对形成杂交分子的过程。
液相杂交是研究最早的杂交类型，但应用的普遍程度较固相杂交为低。
液相杂交的特点：无需支持物。
待测核酸分子不用固定在支持物上。
其弊端是由于杂交后过量的未杂交探针存在于溶液中，在已有杂交结合物检测水平条件下检测误差较高。
故液相杂交在过去较少应用。
近年来由于杂交检测技术的不断进步，商业检测试剂盒的开发等液相杂交技术得到了迅速发展。
常用的液相杂交类型有：吸附杂交、发光液相杂交、液相夹心杂交、复性速率液相分子杂交等。
3、原位分子杂交原位分子杂交实际上是固相杂交中的一种形式，杂交过程中待测DNA处于未经抽提的染色体之上，并在原位置上被变性成单链，与探针进行分子杂交。
原位分子杂交与其他杂交技术主要区别在于待测碱基序列位于染色体上。
其主要特点是可以准确定位目的DNA在染色体上的位置。
因此在分子遗传学研究、癌基因定位、遗传性疾病临床诊断方面具有重要而广泛应用。
下面做下具体介绍：1、菌落原位杂交●基本原理：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。
原位杂交技术
核酸分子杂交技术是20世纪70年代发展 起来的一种崭新的分子生物学技术。它 是基于DNA分子碱基互补配对原理，用 特异性的核酸探针与待测样品的 DNA/RNA形成杂交分子的过程。分子杂 交实验依据其形式的不同可以分为液相 杂交、固相杂交、原位杂交，而固相杂 交又可以分为菌落杂交、点/狭缝杂交、 Southern印迹杂交和Northern印迹杂交。 各类型杂交稻基本原理和步骤是基本相 同的，只是选用的杂交原材料、点样方 法有所不同。
原位杂交技术
概念：原位杂交( in situ hybridization, ISH )是应用生物化学中核酸分子杂交 ( nucleic acid molecular hybridization )的原 理,在组织切片、细胞涂片或印片上原位 检测某种DNA或RNA序列的一项技术。 是将分子杂交与组织学相结合的一项技 术，也称之为杂交组织化学(hybridization histochemistry)、细胞杂交(cytological hybridization)或原位杂交组织化学(in situ hybridization histochemistry)。
原位杂交技术
生工01班
原位杂交技术
第一节 原位杂交技术的简介 第二节 原位杂交技术的原理 第三节 原位杂交技术的几种类型 第四节 原位杂交技术在生物学中的应用 第五节 原位杂交技术的发展前景
第一节 原位杂交技术简介
原位核酸分子杂交技术简称原位杂交(in situ hybridization ISH)是应用已知碱基顺 序并带有标记物的核酸探针与组织、细 胞中待检测的核酸按碱基配对的原则进 行特异性结合而形成杂交体，然后再 应用与标记物相应的检测系统，通过组 织化学或免疫组织化学方法在被检测的 核酸原位形成带颜色的杂交信号，在显 微镜或电子显微镜下进行细胞内定位。
原位杂交技术
原位杂交技术概述探针基本步骤概述核酸的分子结构和特性核酸的化学组成：嘌呤碱和嘧啶碱。
戊糖、磷酸。
DNA的变性和复性DNA变性指DNA二级结构在加热、改变溶液的pH值等，使双螺旋之间的氢键断裂，双螺旋结构解开，形成单链无规则线团。
我们把50％DNA分子解链的温度称为变性温度（Tm）DNA复性变性的DNA在消除变性条件后两条互补链可以重新结合，恢复原来的双螺旋结构，这一过程称为复性（renaturation核酸分子杂交技术利用核酸分子单链之间有互补的碱基顺序，通过碱基对之间非共价键的形成，出现稳定的双链区，形成杂交的双链。
核酸分子杂交液相杂交固相杂交吸附杂交菌落原位杂交发光液相杂交斑点杂交法液相夹心杂交Southern印迹杂交复性速率液相杂交Northern印迹杂交组织原位杂交1.原位杂交组织化学技术2原位杂交免疫细胞化学技术（其作用方式可大致分为固相杂交和液相杂交两种：液相杂交是指参加反应的两条核酸链都游离在溶液中，液相分子杂交技术包括吸附杂交、发光液相杂交、液相夹心杂交和复性速率液相分子杂交等固相杂交是将参加反应的一条核酸链固定在固体的支持物上（常用的有硝酸纤维素滤膜，其它如尼龙膜、乳胶颗粒和微孔板等），另一条参加反应的核酸链游离在溶液中。
固相杂交有菌落原位杂交（colony in situ hybridization）、斑点杂交法（Dot blot）、Southern印迹杂交（Southern blot）、Northern印迹杂交（Northern blot）和组织原位杂交（Tissue in situ hybridization），即原位杂交组织化学技术和原位杂交免疫细胞化学技术。
）原位杂交组织化学（in situ hybridization histochemistry；ISHH）原位杂交的本质就是使具有特异序列的单链核酸分子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。
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原位杂交技术
时间：2015年10月14日
一、定义
二、基本原理 三、分类
四、基本过程 五、技术的应用
一、原位杂交技术的定义
• 原位杂交技术（In situ hybridization，
ISH）是指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
Байду номын сангаас
4.杂交体探测
根据探针标记物的不同采用放射自显影方法或免 疫细胞化学方法显示杂交结果。
放射自显影可以利用人工或者计算机辅助的图像 分析检测仪进行检测 非放射性核酸探针杂交的细胞或者组织可以利用 酶检测系统显色，然后利用显微分光光度计或者 图像分析仪对不同类型和数量的核算显色强度进 行检测
五、原位杂交技术的应用
二、原位杂交技术的基本原理
• 利用核酸分子单链之间有互补的碱基序列，
将有放射性或非放射性的外源核酸(即探针)
与组织、细胞或染色体上待测DNA或RNA
互补配对，结合成专一的核酸杂交分子，
经一定的检测手段将待测核酸在组织、细
胞或染色体上的位置显示出来
三、原位杂交技术的分类
• 1、基因组原位杂交技术
利用物种之间的DNA同源性的差异，用另
• （4）增强穿透性：用某些消化酶例如：胃 蛋白酶、胰蛋白酶和淀粉酶等使得组织广 泛的去蛋白可以增强组织的通透性和核算 探针的穿透性 • （5）减低背景染色：杂交后的酶处理和杂 交后的洗涤有助于减低背景染色
2.标记探针的准备 对cDNA、RNA和寡核苷酸三种探针的选择， 要考虑所要检测的靶核酸分子的性质，如 cDNA 和RNA 适宜于检测mRNA分子，寡核苷 酸对mRNA的杂交效率和特异性都不如RNA探
• 3、多彩色荧光原位杂交技术 是在荧光原位杂交技术的基础上发展起来 的一种新技术，它用几种不同颜色的荧光 素单独或混合标记的探针进行原位杂交，
能同时检测多个靶位，各靶位在荧光显微
镜下和照片上的颜色不同，呈现多种色彩，
优点：能同时检测多个基因
• 4、原位PCR
原位PCR技术是常规的原位杂交技术与PCR
技术的有机结合，即通过PCR技术对靶核酸
序列在染色体上或组织细胞内进行原位扩增使
其拷贝数增加，然后通过原位杂交技术进行检
测，从而对靶核酸序列进行定性、定位和定量 分析 优点：大大提高了原位杂交技术的灵敏度和专 一性，可用于低拷贝甚至单拷贝的基因定位
三、原位杂交技术的一般过程
杂交前准备 以经过标记的已知核酸分子为探针
一物种的基因组DNA以适当的浓度做封阻，
在靶染色体上进行原位杂交
• 2、荧光原位杂交技术
在已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DNA分子原位杂交技术。它利用 荧光标记的核酸片段为探针，与染色体进行杂交， 通过荧光显微镜检测信号DNA序列在染色体或者 DNA显微切片上的目的DNA序列，进而确定其杂 交位点。 优点：检测时间短，灵敏度高，无污染
针。
3、杂交 杂交是在一定温度和离子强度条件下让标记 探针与组织中靶分子结合的过程。将杂交 液体滴于切片的组织上，加盖硅化的盖玻 片用以防止杂交夜的挥发 探针的浓度：非放射性标记探针浓度为 0.5-5.0ng/ul，放射性标记的探针浓度在 2-5ng/ul 必须强调的是加杂交液的量要适度，以1020ul每张切片为宜
• ①细胞特异性mRNA转录的定位，可用于基因图 谱，基因表达和基因组进化的研究 • ②感染组织中病毒DNA/RNA的检测和定位 • ③癌基因、抑癌基因及各种功能基因在转录水平 的表达及其变化的检测 • ④基因在染色体上的定位 • ⑤检测染色体的变化，如染色体数量异常和染色 体易位等 • ⑥分裂间期细胞遗传学的研究，如某些肿瘤的诊 断和生物学剂量测定等
使探针与靶核酸分子在原位发生杂交
进行探测
四、原位杂交技术的基本步骤
• 1、杂交前的准备 • 包括固定、取材、玻片和组织的处理，如 何增强核算探针的穿透性、减低背景染色 等 • （1）固定：最大限度的保持细胞内DNA和 RNA的水平，常用的固定剂是多聚甲醛 • （2）取材：组织在取材后可以用液氮冷冻 • （3）组织处理：ISHH实验周期较长需要 用粘附剂处理，常用的是铬矾明胶液和多 聚赖氨酸