分子信标

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分子信标pcr -回复

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分子信标pcr -回复分子信标聚合酶链反应(Molecular Beacon PCR),被广泛应用于分子生物学和基因表达研究中,尤其是在基因检测、疾病诊断以及药物研发方面具有重要意义。

本文将一步一步回答有关分子信标PCR的问题,以帮助读者更好地理解和应用这一技术。

一、什么是分子信标PCR?Molecular Beacon PCR是一种基于聚合酶链反应(PCR)的技术,其特点是引入了特殊设计的DNA或RNA探针,也被称为“信标”。

这种探针呈环状结构,在未结合到目标序列之前,信标的探针区域与引物相互作用,导致信标自身发出荧光。

而当信标与目标序列结合后,其环状结构被打开并形成线性结构,从而阻断了信标的荧光信号。

二、分子信标PCR的原理是什么?分子信标PCR的原理基于PCR技术的基本原理,但引入了信标探针。

首先,在PCR反应中,需要使用两个引物,一个正向引物和一个反向引物,以将目标序列特异性地扩增。

与普通PCR不同的是,分子信标PCR使用了一个带有自由受体和供体结构的信标探针。

正常情况下,受体和供体之间的近距离作用使得信标处于环状结构下,从而导致受体荧光被供体吸收,信号不可见。

当PCR反应进行到合成需要检测的目标序列时,引物与目标序列结合,信标探针的探针区域与目标序列互补性匹配,使得信标的环状结构被打开并形成线性结构。

此时,探针荧光信号得到释放并可被检测到。

三、分子信标PCR的优势和应用领域是什么?与传统的PCR技术相比,分子信标PCR具有以下几个优势:1. 高度特异性:基于探针和目标序列的互补性匹配,分子信标PCR具有高度的特异性。

2. 荧光信号准确:分子信标PCR可以实现实时检测荧光信号,从而能够准确监测PCR反应的进行过程。

3. 可定量检测:通过分析信标的荧光信号强度,可以定量检测目标序列的存在量。

4. 多样性应用:分子信标PCR可用于检测基因表达、疾病诊断、药物研发等多个领域。

在基因表达研究中,分子信标PCR可用于监测特定基因的表达水平。

分子信标技术

分子信标技术

波长转移分子信标
表面固定分子信标
量子点分子信标
分子信标的应用
• 核酸的检测分析 1.实时定量PCR测定靶标浓度 2.活体内核酸的动态检测 3.同时检测多个靶核苷酸 4.检测双链DNA
分子信标的应用
• 研究DNA—蛋白质的相互作用 用于核酸酶的研究 用于研究DNA——蛋白质的相互作用
• 用作生物芯片和生物传感器
环状区
猝灭基团
茎杆区
首例分子信标结构示存在下,茎环结构使得荧光基团和猝灭基团相互靠近,发生 FRET,荧光猝灭,荧光背景极低。
加入靶序列后,分子信标与完全互补靶序列形成刚性并且更加稳定 的双链杂交体,使得荧光基团和猝灭基团距离增大,阻止了FRET的发 生,荧光恢复。
relatively large suggesting association or clustering of multiple telomeres.
分子信标的应用
Whitcombe设计的一种 将PCR引物与分子信标 相结合的蝎状引物荧光探 针。在该探针中,PCR引 物与分子信标之间有一间 隔臂,使PCR反应不能往 分子信标方向延伸。在P CR过程中,非特异扩增产 物不会产生荧光信号,而当 特异性扩增产物生成时,分 子信标将立即与其进行分 子内杂交,同时发出荧光信 号。
应用4、用于核酸酶的研究
应用4、用于核酸酶的研究
应用5、用于研究DNA-蛋白质的相互作 用
DNA 和蛋白质的相互作用的研究是目前分子生物学和 生物技术研究中非常重要并迅速发展的领域。将分子信标 用于DNA -蛋白质相互作用的研究, 发挥了其简单、灵 敏等特点, 又实现了对体系的实时监测, 甚至可以用于 活体细胞的动态研究。
应用1、实时定量PCR测定靶标浓度

新型核酸分子荧光探针——分子信标的原理及应用

新型核酸分子荧光探针——分子信标的原理及应用

新型核酸分子荧光探针——分子信标的原理及应用分子信标(molecular beacon)是一种具有发夹结构的新型荧光标记核酸探针,具有高灵敏度、高特异型,其在聚合酶链反应(PCR)、核酸序列的分析、活细胞内核酸的动态检测、蛋白质(酶)与核酸的相互作用等方面具有广泛的应用。

分子信标的结构分子信标的结构一般包括三个部分:环状区、信标茎干区、荧光基团和猝灭基团。

荧光基团一般联接在信标分子的5 端;猝灭基团联接在3’端。

分子信标中常用4—(4’—二甲基氨基偶氮苯基)苯甲酸(DABCYL)作为猝灭基团,德克萨斯红(TexasRed)、荧光素(Fluoresein)等作为荧光基团。

分子信标的原理:自由状态时的分子信标呈发夹结构,此时由于荧光基团与猝灭基团靠得很近,荧光被猝灭;当与靶序列结合后,分子信标的空间构型发生改变,信标茎杆互补区被拉开,荧光分子和猝灭分子距离增大,荧光恢复。

分子信标通常都是修饰一个单一的发光基团。

在一个均相体系中,通过杂交后荧光信号的变化,一种分子信标即可检测一种靶序列。

为了实现在一个均相体系中同时检测多种靶序列的目的,可将不同的分子信标修饰以不同的荧光基团。

分子信标的应用:分子信标技术以其操作简单、灵敏度高、特异性强、可对核酸进行实时定量测定、甚至可以用于活体分析等特点不仅在生物学研究中有着广泛的应用,而且在疾病基因检测与诊断等生物医学基础和临床研究中也将充当重要的角色。

近来,人们通过改变经典分子信标的结构,设计出许多新型的分子信标,如用ssDNA链做环、用RNA-DNA双链做茎的RNA-DNA嵌合型分子信标,用PNA链代替ssDNA形成的PNA分子信标等。

新型分子信标的出现为分子信标的进一步应用拓宽了领域。

1核酸检测分析分子信标用于核酸检测分析体现在几个方面:实时定量PCR测定靶标的浓度,基因的点突变、SNP(单碱基多态性)、等位基因、多组份同时测定,活体内核酸的动态检测,等。

与常规核酸检测方法相比,分子信标用于核酸检测具有如下特点:a 可以进行液相杂交检测:常规核酸检测方法主要为固相杂交,要把未结合的探针和引物分离后才能利用其他信号对靶核酸进行检测;分子信标可以直接加入核酸扩增体系进行检测,检测方法可以直接在紫外灯下或借助荧光光谱仪进行定量检测。

分子信标工作原理

分子信标工作原理

分子信标工作原理
分子信标(Molecular Beacon)是一种在体外核酸检测技术中广泛使用的荧光探针,它的设计巧妙,能够实现对靶核酸序列的特异性识别和实时定量分析。

其工作原理如下:
1. 结构特性:
分子信标通常由一个寡核苷酸链组成,该链两端分别标记有一个荧光基团(如FAM、Cy3或TAMRA 等)和一个淬灭基团(如DABCYL、BHQ等)。

中间是与目标核酸互补的探针序列,通过设计使得探针自身可以形成一个稳定的发夹结构。

2. 无信号状态:
在未与目标核酸结合时,分子信标的荧光基团和淬灭基团由于空间上的临近效应而发生能量转移(如荧光共振能量转移,FRET),导致荧光基团发射的荧光被淬灭基团吸收并转换为非荧光形式的能量,因此此时分子信标没有明显的荧光信号输出。

3. 结合与信号生成:
当存在目标核酸时,分子信标与其完全互补配对,导致原本的发夹结构打开,荧光基团和淬灭基团之间的距离增大,FRET效率显著降低,荧光基团不再受到有效淬灭,从而恢复其发出荧光的能力。

因此,荧光强度的增加反映了目标核酸的存在及其浓度。

4. 实时定量分析:
因此,通过对荧光信号的实时监测,可以定量测定样品中特定核酸序列的含量,常用于基因表达分析、突变检测以及病原体检测等领域。

这种基于结构变化引起荧光信号改变的设计大大提高了检测的特异性和灵敏度。

分子信标设计

分子信标设计

分子信标设计一、引言随着科技的不断发展,分子信标设计在生物医学、材料科学、纳米技术等领域中扮演着重要的角色。

分子信标是指一种具有特定结构和功能的分子,可以用于标记、检测和追踪物质的位置和运动。

本文将介绍分子信标设计的原理、应用和发展前景。

二、分子信标的原理分子信标的设计主要基于分子的特异性识别和多样性功能。

分子可以通过特定的化学键、配位键或非共价相互作用与目标物质发生结合。

通过改变分子的结构和功能,可以使其具备特定的识别能力和信号发射能力。

分子信标的设计需要考虑选择合适的分子骨架、功能基团和连接方式,以实现目标物质的高选择性和灵敏度检测。

三、分子信标的应用1. 生物医学领域分子信标在生物医学领域中具有广泛的应用。

例如,分子信标可以用于标记和追踪肿瘤细胞,以实现肿瘤早期诊断和治疗。

分子信标还可以用于药物传递系统的设计,通过控制信标释放来实现药物的靶向治疗。

此外,分子信标还可以用于疾病标记物的检测和监测,为临床诊断提供有力支持。

2. 材料科学领域分子信标在材料科学领域中有着重要的应用价值。

分子信标可以用于研究材料的结构和性能,帮助科学家们更好地理解材料的特性和行为。

分子信标还可以用于材料的质量控制和品质检测,确保材料的性能和稳定性。

此外,分子信标还可以用于材料的功能化修饰,赋予材料特定的性能和功能。

3. 纳米技术领域分子信标在纳米技术领域中也有着广泛的应用。

分子信标可以用于纳米材料的制备和表征,帮助科学家们研究纳米材料的结构和性能。

分子信标还可以用于纳米材料的定位和追踪,实现对纳米材料的精确控制和操作。

此外,分子信标还可以用于纳米材料的组装和自组装,实现纳米器件的构建和功能调控。

四、分子信标的发展前景随着科技的不断进步,分子信标设计将迎来更加广阔的发展前景。

一方面,随着分子生物学、化学和材料科学的交叉融合,分子信标的设计和应用将变得更加多样化和复杂化。

另一方面,随着技术的不断革新,分子信标的灵敏度、选择性和可控性将不断提高,为科学研究和应用开辟更多可能性。

分子信标pcr -回复

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分子信标pcr -回复分子信标PCR(Molecular Beacon PCR)是一种高度灵敏和特异的聚合酶链式反应(PCR)技术,可以检测并定量分析目标DNA或RNA序列。

通过结合引物和探针,该技术能够提供无需分离产品的实时监测,具有广泛的应用领域,包括疾病诊断、药物筛选和基因表达分析等。

本文将一步一步介绍分子信标PCR的原理、步骤和应用。

一、原理分子信标PCR利用了专门设计的双链DNA探针作为信标,并在特定条件下形成环状结构。

该探针具有一个报告器荧光分子和一个阻断器荧光分子,两者之间由一个可被扩增的目标DNA或RNA序列分隔。

在PCR过程中,引物将与目标序列结合并被延伸,形成一个扩增产物,也就是在目标序列和信标之间形成一个完整的双链DNA。

扩增过程中,探针的报告器与阻断器之间的距离被拉伸,导致荧光分子之间的能量传递被阻断。

然而,当PCR过程中的温度升高至探针和目标序列互补的温度时,探针会与目标序列解离,并与其形成比较稳定的双链结构。

这种解离使探针上的报告器和阻断器分子之间的距离缩短,从而使能量传递重新发生。

当能量传递发生时,报告器荧光分子的荧光信号被激活,从而产生荧光信号。

二、步骤1. DNA或RNA提取:从样品中提取目标DNA或RNA序列,例如通过酚/氯仿分离法或商业提取试剂盒。

2. 引物设计:设计引物,以使其与目标序列的两端互补,并控制目标序列的扩增精确性和特异性。

3. 分子信标探针设计:设计双链DNA探针,包含报告器和阻断器荧光分子,在目标序列之间形成环状结构。

4. PCR反应:进行PCR反应,将样品中的目标序列与引物结合,并通过PCR循环扩增目标序列。

5. 实时检测:在PCR反应过程中,使用实时荧光PCR仪来监测报告器荧光信号的强度,以反映目标序列的存在和扩增情况。

6. 数据分析:根据实时PCR仪输出的荧光信号曲线,可以计算出目标序列的相对拷贝数或表达量。

三、应用分子信标PCR在许多领域都有广泛的应用。

分子信标pcr -回复

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分子信标pcr -回复什么是分子信标PCR (qPCR)?分子信标PCR (qPCR) 是一种基于聚合酶链反应(PCR) 技术的分子生物学方法,用于定量测量目标DNA 分子的数量。

相对于传统的PCR 技术,qPCR 引入了一种分子信标,该信标可以发出荧光信号,用于测量DNA 的扩增程度。

这种技术已广泛应用于分子诊断、基因表达分析以及遗传变异研究等领域。

qPCR 的工作原理qPCR 是一种快速、高灵敏度和高定量性的技术。

它的工作原理可以分为以下几个步骤。

第一步:样本制备首先,需要从样品中提取目标DNA 分子,并经过一系列的处理步骤,如纯化、扩增和检测。

样品的来源可以是体液、细胞、组织等。

第二步:引物设计接下来,需要设计一对引物,用于特异性扩增目标DNA 分子序列。

这对引物应与目标DNA 的序列互补,并且能够选择性地结合到目标序列上。

第三步:扩增反应在qPCR 反应中,首先将提取的DNA 样本与引物以及放大酶(如DNA 聚合酶)一起加到一个PCR 反应体系中。

然后通过一系列的温度循环,使DNA 的两条链(模板DNA)解链,允许引物结合到目标DNA 的序列上。

随着每个温度循环的进行,放大酶将合成新的DNA,而引物将一直指导放大的特定目标序列。

此过程将在多个循环中进行,每个循环都会产生指数级别的DNA 扩增。

第四步:信标检测在qPCR 反应体系中还需要添加一种能够与DNA 扩增产物结合并发出荧光信号的分子信标。

这种分子信标可以与新合成的DNA 结合,并且其荧光信号强度与DNA 分子数量成正比。

在每个温度循环后,检测仪器会测量样品中的荧光信号,并将其转化为对DNA 数量的定量测量。

第五步:数据分析最后,通过比较每个样品的荧光信号,可以计算出其对应的目标DNA 分子的数量。

通常,会结合一系列标准品,这些标准品中的DNA 分子数量事先已经被准确测定,从而校准荧光信号与DNA 数量之间的关系。

qPCR 应用领域qPCR 技术在分子生物学研究以及临床诊断中得到了广泛的应用。

分子信标pcr -回复

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分子信标pcr -回复分子信标PCR是一种常用于检测分子生物学领域的技术,它具有高精确性和高灵敏度,可以用于检测病原体、基因突变、转录水平等。

本文将为您介绍分子信标PCR的原理、方法以及应用。

一、分子信标PCR的原理分子信标PCR的原理基于聚合酶链式反应(PCR)技术,但在PCR过程中引入了一个外部的分子信标,用于检测PCR产物并分析其数量。

在PCR反应中,引物将目标DNA序列扩增成DNA片段,而分子信标则通过结合PCR产物来产生荧光信号。

二、分子信标PCR的方法1. DNA提取和准备:从样本中提取目标DNA,并确保其浓度和纯度适合进行PCR反应。

2. 引物设计:设计特异性引物,用于扩增目标DNA序列。

3. PCR反应条件优化:优化PCR反应条件,包括温度、时间和反应体系。

4. 分子信标设计:选择适当的分子信标,如SYBR Green,用于PCR信号的检测。

5. 反应体系准备:制备PCR反应混合液,包括引物、分子信标、PCR缓冲液和DNA模板。

6. PCR扩增:将PCR反应混合液加入热循环仪中进行PCR扩增。

7. PCR产物分析:使用凝胶电泳或者其他检测方法分析PCR产物的特异性和数量。

8. 分子信标信号检测:通过荧光测量仪或者实时定量PCR仪器检测PCR反应体系中分子信标的荧光信号。

三、分子信标PCR的应用分子信标PCR在科研和临床诊断中具有广泛的应用。

下面列举几个常见的应用领域:1. 病原体检测:可以用于检测细菌、病毒和寄生虫等病原体的存在,为临床诊断提供依据。

2. 基因突变检测:可以用于检测基因突变或者多态性,从而预测个体对药物的反应或易感因素。

3. 基因表达分析:可以检测转录水平的变化,研究基因在不同条件下的表达模式。

4. 基因型分析:可以分析个体之间或种群之间的基因型差异,研究种群遗传结构和进化过程。

四、分子信标PCR的优势和局限性分子信标PCR技术具有以下优势:1. 高灵敏度:能够检测到低浓度的目标DNA。

分子信标

分子信标

• DNA聚合酶
使DNA复制链按模板顺序延长,常用于目标链的扩增
大肠杆菌DNA聚合酶I Klenow片段酶 T4 DNA聚合酶 逆转录酶 TaqDNA聚合酶(PCR用的聚合酶)
• 核酸酶
核酸酶用于水解核苷酸之间的磷酸二酯键,不同来源 的核酸酶,其专一性、作用方式都有所不同。 核酸外切酶:从DNA或RNA链的一端逐个水解下单核苷酸
5'
O
-
G C 3'
P O O P O O O
-
O
O
O
O
O
O O
O
O O NH O
-
-
O P O
O
-
O P O O
-
O P O O
O O P O O
-
O P O
O
NH O
N N HO O O N H3C CH3 OH N N O O
O
NH O
O
NH O
HO NH O O O NH O NH O
HO O NH O O O
2.基本概念介绍
• 分子信标 • 荧光能量共振转移 • DNA工具酶
2.1.分子信标
分子信标的结构
(1)环部(长度15~30个碱基的序列, 可以与靶序列特异性结合) (2)茎部(长度为5~8个碱基的互补 序列,使得形成发夹结构,与靶序列 无关)
(3)荧光基团和猝灭基团(通过共价 键连接在茎部的末端,一般荧光基团 连接
OH N
N N N N
N
OH
N N H3C CH3 H3C
CH3
N H3C
CH3 N H3C CH3 H3C
N
CH3
Single-Quencher MB

分子信标pcr -回复

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分子信标pcr -回复什么是分子信标PCR(qPCR)?分子信标PCR(qPCR)是一种现代分子生物学技术,用于对DNA或RNA 的特定序列进行扩增和定量测量。

它是PCR(聚合酶链反应)的一种改良技术,通过使用荧光标记的探针和荧光定量仪,能够实时检测和记录PCR 扩增产物的数量。

为什么需要使用分子信标PCR?在分子生物学研究和临床诊断中,需要准确快速地测量DNA或RNA的特定序列的数量。

传统的PCR技术可以扩增目标序列,但无法定量测量PCR扩增产物的数量。

而分子信标PCR则可以实时监测PCR反应的进程,并通过荧光信号来量化目标序列的数量,从而为科研工作者和临床医生提供准确的数据。

分子信标PCR的工作原理是什么?分子信标PCR通过结合DNA扩增和荧光信号探测技术,实现对目标序列的定量测量。

其基本的工作原理如下:1. DNA扩增: PCR反应中引入目标序列的引物(即扩增特定区域的DNA序列)。

反应开始时,引物与DNA模板相结合,并由聚合酶进行DNA链的合成。

在多个循环中,目标序列的DNA数量将成倍增加。

2. 信标探针结合: 引物的末端两侧分别标记着一种荧光信标(如FAM和BHQ),这些信标探针存在于PCR混合物中。

3. PCR扩增过程中的信号检测:在每一个循环的结束时,荧光定量仪会记录下DNA扩增的信号强度。

如果目标序列存在于PCR混合物中,每一个循环的结束都会产生一个荧光信号。

4. 背景荧光的检测和消除:由于引物和信标探针的扩增,可能会产生一些非特异性的信号,即背景荧光。

为了准确测量目标序列的数量,需要对背景荧光进行检测和消除。

5. 数据分析:通过测量PCR扩增产物的荧光强度,可以绘制荧光曲线图,并根据曲线的特性来对PCR反应进行分析和定量。

分子信标PCR的应用领域有哪些?分子信标PCR广泛应用于各个领域,因其灵敏、快速和高效的特点,被广泛用于以下领域:1. 生物学研究:在生物学研究中,分子信标PCR可以用来检测、定量和分析各种生物标志物的表达,如基因、蛋白质和非编码RNA。

分子信标:新型核酸分子探针

分子信标:新型核酸分子探针

分子信标:新型核酸分子探针摘要:分子信标是基于荧光共振能量传递原理设计的一种发夹型寡聚核酸分子荧光探针,能够与待测核酸序列分子相互作用发生结构变化产生不同强度的荧光信号及电化学信号等,具有高灵敏度、高选择性、适于活体检测等优点。

本文介绍了分子信标的作用原理,不同的分子信标类型以及应用,最后对前景作出了预测。

关键词:分子信标荧光探针灵敏度选择性活体检测引言:从20世纪60年代初至今,分子信标(Molecular beacon,MB)已被广泛地应用于生物、药物、化学等多个领域【1,2,3,4】。

近年来,MB特别是基于DNA结构的MB,已成为一种重要工具,用于核酸的复制、重组、翻译和表达的研究【5,7,12】。

为了满足后基因组时代的发展需求,人们通过各种分子工程策略,发展了许多敏锐性更高、选择性更优的MB。

自从1996年Tyagi和Krame【6】首次建立了分子信标探针,由于其独特的性质和多功能性,如操作简单、灵敏度高、特异性强等。

在它出色地完成了液相靶标测定(实时PCR测定)任务之后,人们又将其应用于核酸实时定量测定、活体分析、化学与生物传感、疾病基因检测与诊断等研究中【8,9,10,11】。

又由于易于对其进行修饰和改性,在这十来年的发展中,人们在经典分子信标模型的基础上,设计出了许多新型的分子信标,如无茎分子信标,用PNA【13】链代替ssDNA形成的PNA分子信标,以及LNA分子信标等。

这些新型的分子信标是为了满足不同的需要而设计的,特异性更强,稳定性更好,为许多新的研究领域提供了一个平台。

为了满足基因组学和蛋白质组学的发展,对分子信标的固定化也成了必然的发展趋势,自从谭蔚泓【14】首次将分子信标固定在硅胶上以来,固定化分子信标也迅速发展起来。

尤其是后来设计的将分子信标固定在金表面【15,16】,利用金的强摩尔消光系数进行淬灭,简化了分子信标的设计,更加方便对其进行操作,大大促进了基因微阵列技术的发展。

分子信标在DNA计算中的应用

分子信标在DNA计算中的应用

分子信标在DNA计算中的应用分子信标在DNA计算中的应用第一部分:引言DNA计算技术是一种基于分子生物学的计算工具,它的基本思路是利用DNA分子本身的信息处理能力进行数据存储、信息传递、计算操作等。

目前已经有大量的研究表明DNA计算技术在生物信息学、计算机科学、化学等领域有着广泛的应用前景。

而在DNA计算中,分子信标则是一种重要的工具。

本文将着重分析分子信标在DNA计算中的应用,旨在探讨其作用、意义和前景。

第二部分:分子信标的概念和原理分子信标是一种用于标记并检测特定DNA序列的DNA分子,通常由若干个核苷酸组成。

对于DNA计算而言,分子信标主要用于以下三个方面:1.用于标记待寻找的目标序列在DNA计算中,为了解决一个问题,一般通过进行大量的“筛选”来找到符合要求的DNA序列。

而这一过程中,分子信标就扮演了一个标记的作用,它可以协助识别和定位目标序列。

这种标记可以是特定的化学基团,也可以是含有特定核苷酸序列的DNA分子。

2.用于检测和放大目标序列分子信标还可以作为PCR(聚合酶链式反应)扩增技术中的检测和放大材料。

通过引入特定的分子信标,可以使得PCR反应更为敏感和准确,从而提高对目标序列的检测和辨别能力。

3.用于与其他分子交互分子信标还可以作为某些DNA计算操作中两个分子之间的联系方式。

例如,一些加法或乘法操作需要两个DNA序列相互识别和结合,而分子信标就可以用于这一过程中的“引导”作用。

总之,分子信标的作用在DNA计算中非常重要,它可以扮演多个不同的角色,从而为DNA分子的信息处理和运算提供有效的支持。

第三部分:分子信标的应用1.分子信标在DNA存储和读出中的应用DNA存储和读出是DNA计算的核心过程之一,分子信标在其中有着重要的作用。

例如,通过引入带有分子信标的DNA分子,可以在DNA存储中定位和辨识特定的序列,从而实现对DNA数据的分离和分析。

同时,分子信标也可以在基于PCR的读出方法中起到重要的检测和放大作用。

分子信标pcr -回复

分子信标pcr -回复

分子信标pcr -回复[分子信标PCR],以中括号内的内容为主题,写一篇1500-2000字文章,一步一步回答分子信标PCR(Molecular Beacon PCR)是一种特殊的聚合酶链式反应(PCR)技术,通过使用分子信标来检测靶标DNA或RNA序列的存在与否。

这种技术具有高灵敏度和高特异性的特点,已经广泛应用于生命科学研究、临床医学诊断和基因工程等领域。

首先,我们需要了解分子信标PCR的基本原理。

PCR是一种通过扩增目标DNA或RNA序列的方法,它包括三个步骤:变性、退火和扩增。

在传统PCR中,引物(primes)的设计是关键,引物能够与目标序列的两端完全匹配。

然而,对于某些特定的研究和诊断需要,需要更高的特异性和灵敏度。

这时,分子信标PCR就派上了用场。

分子信标PCR的基本组成包括引物、目标序列和分子信标。

引物是与目标序列互补的DNA或RNA序列,用于在PCR反应中定位和扩增目标序列。

目标序列是我们要检测的DNA或RNA序列,可以是来自生物体的某个基因片段。

分子信标是一种带有特殊结构的单链核酸序列,可以自我折叠形成一种环状结构。

这个结构使得分子信标在无靶标序列时保持闭合状态,在存在靶标序列时打开并与靶标序列互补配对。

首先,在分子信标PCR反应开始前,引物和分子信标需要进行特殊设计。

引物需要选择能够与目标序列的两端互补的序列,分子信标则需要选择与目标序列中间部分互补的序列。

同时,分子信标的两端还需含有特定的标记物,这样在PCR反应结束后可以通过检测标记物的信号来判断目标序列的存在与否。

其次,在PCR反应过程中,引物和分子信标与目标序列特异性配对。

当分子信标与目标序列互补配对时,信标的环状结构会打开,暴露出标记物,从而发出荧光信号。

这个信号可以通过荧光信号检测系统进行实时监测,从而实现对目标序列的检测。

最后,在PCR反应结束后,可以通过检测荧光信号的强度来判断目标序列的存在与否。

如果靶标序列存在,荧光信号会增加;如果靶标不存在,则没有荧光信号。

分子信标不同链杂交

分子信标不同链杂交

分子信标不同链杂交1. 引言分子信标是一种用于研究DNA或RNA序列的工具,可以帮助我们了解基因组的结构和功能。

在分子生物学研究中,常常需要将不同链的分子信标进行杂交,以探索它们之间的相互作用和结构。

本文将介绍分子信标不同链杂交的原理、方法和应用,并讨论其在生物医学领域中的重要性。

2. 原理分子信标是由DNA或RNA序列组成的特殊探针,可以与目标序列发生互补配对。

在不同链杂交中,我们通常使用两个互补的分子信标,一个来自正链(sense strand),另一个来自反链(antisense strand)。

当两个互补的分子信标相遇时,它们会通过氢键形成稳定的双链结构。

这种双链结构可以帮助我们确定目标序列的位置、长度和方向。

3. 方法3.1 分子信标设计在进行不同链杂交之前,首先需要设计合适的分子信标。

分子信标通常由20-30个核苷酸组成,并且需要与目标序列具有高度互补性。

为了提高杂交效率和特异性,可以采用一些策略来设计分子信标。

例如,选择具有较高GC含量的核苷酸序列,或者使用化学修饰物来增强分子信标的稳定性。

3.2 杂交实验杂交实验是进行不同链杂交的关键步骤。

以下是一般的实验步骤:1.准备目标序列:从细胞中提取DNA或RNA,并进行纯化和浓缩。

2.准备分子信标:合成或购买互补的分子信标,并进行纯化和浓缩。

3.混合目标序列和分子信标:将目标序列和分子信标以适当的浓度混合在一起。

4.加热和退火:将混合物加热至高温(通常为95°C),然后迅速冷却至室温,以促进目标序列和分子信标之间的杂交。

5.杂交反应:将加热退火后的混合物在适当的条件下孵育一段时间(通常为1-2小时),使目标序列与分子信标发生杂交。

6.杂交产物分析:使用聚合酶链式反应(PCR)或其他技术来检测和分析杂交产物。

3.3 数据分析在进行不同链杂交后,需要对杂交产物进行数据分析。

这包括确定杂交的特异性、效率和稳定性等指标。

通常,可以通过测定杂交产物的数量、大小和序列来评估不同链杂交的效果。

分子信标 编程代码

分子信标 编程代码

分子信标编程代码一、引言分子信标是一种用于标记和跟踪分子的技术,它可以帮助我们更好地理解分子的结构和功能。

在分子信标中,我们通常使用特定的分子或分子片段来标记待跟踪的分子,然后通过一系列的技术手段来检测和跟踪这些分子。

二、分子信标的编程实现在实现分子信标的编程代码时,我们需要考虑以下几个方面:1. 选择合适的编程语言在实现分子信标的编程代码时,我们可以选择使用不同的编程语言,如Python、Java或C++等。

选择合适的编程语言可以根据实际需求和个人偏好来确定。

2. 定义分子信标的数据结构在编程代码中,我们需要定义分子信标的数据结构,包括标记分子的种类、标记位置和标记方式等。

可以使用类、结构体或字典等数据结构来表示分子信标的相关信息。

3. 实现分子标记和跟踪功能在编程代码中,我们需要实现分子标记和跟踪的功能。

通过调用相关的函数或方法,我们可以将标记分子应用于待跟踪的分子,然后使用适当的技术手段来检测和跟踪这些标记分子。

4. 处理分子信标的数据在编程代码中,我们还需要考虑如何处理分子信标的数据。

可以使用文件读写、数据库或网络传输等方式来存储和处理分子信标的相关数据。

5. 考虑分子信标的安全性和隐私保护在实现分子信标的编程代码时,我们还需要考虑分子信标的安全性和隐私保护。

可以采用加密算法、访问控制和数据脱敏等方式来保护分子信标的安全和隐私。

三、实例演示下面是一个使用Python实现的简单示例,展示了如何实现分子信标的编程代码:```pythonclass MolecularBeacon:def __init__(self, marker_type, marker_location, marker_method):self.marker_type = marker_typeself.marker_location = marker_locationself.marker_method = marker_methoddef apply_marker(self, molecule):# 将标记应用于待跟踪的分子passdef detect_marker(self, molecule):# 检测标记分子passdef track_marker(self, molecule):# 跟踪标记分子pass# 创建分子信标对象beacon = MolecularBeacon("Fluorescent", "Position 1", "Hybridization")# 应用标记分子beacon.apply_marker(molecule)# 检测标记分子beacon.detect_marker(molecule)# 跟踪标记分子beacon.track_marker(molecule)```以上代码演示了一个简单的分子信标类,包括标记分子的类型、位置和方法等属性,以及应用、检测和跟踪标记分子的方法。

分子信标实时荧光pcr技术

分子信标实时荧光pcr技术

分子信标实时荧光pcr技术分子信标实时荧光PCR技术是一种用于检测和定量分析核酸分子的高灵敏度和高特异性的技术。

它通过引入特定的荧光标记物和分析系统,能够实时监测PCR反应过程中的荧光信号变化,从而实现对目标基因或序列的定量测量。

在本文中,我们将一步一步回答关于分子信标实时荧光PCR技术的一些重要问题。

第一步:什么是分子信标实时荧光PCR技术?分子信标实时荧光PCR技术是一种PCR(聚合酶链反应)的变体,其主要特点是引入了荧光信标物。

这些荧光信标物可以与PCR扩增产物相结合,并通过在PCR反应过程中的荧光信号变化来监测目标基因或序列的扩增情况。

通过与参考信标物的荧光信号变化进行比较,可以定量测量PCR反应中的目标分子数量。

第二步:分子信标实时荧光PCR技术的原理是什么?分子信标实时荧光PCR技术基于PCR的原理,其中引入了特定的荧光信标物。

在PCR反应中,扩增的目标基因或序列会与这些信标物结合。

这些信标物常见的类型包括DNA插入信标物、DNA探针和DNA结合染料等。

通过PCR反应的不断循环,DNA会不断扩增,并与信标物相结合,导致荧光信号的改变。

在PCR反应过程中,荧光信号会被检测和记录下来。

这种实时检测和记录的过程可以通过一种称为实时荧光定量PCR仪的设备完成。

第三步:分子信标实时荧光PCR技术有哪些应用?分子信标实时荧光PCR技术在许多领域都有广泛的应用。

其中一些应用包括:1. 基因表达研究:可以定量测量特定基因在不同组织或条件下的表达水平,进而研究基因在不同生物学过程中的调控。

2. 病原体检测和诊断:可以检测和定量分析不同病原体的核酸分子,用于诊断和监测疾病。

3. 遗传突变和多态性研究:可以检测和鉴定基因的突变和多态性,从而研究其与遗传疾病或个体差异的关联。

4. 基因型检测:可以确定个体或物种的基因型,用于亲子鉴定、分子鉴定和物种鉴定等。

第四步:分子信标实时荧光PCR技术的优势和局限性是什么?分子信标实时荧光PCR技术具有许多优势,例如:1. 高灵敏度:可以检测和定量测量非常低浓度的目标分子。

分子信标数 荧光通道数 -回复

分子信标数 荧光通道数 -回复

分子信标数荧光通道数-回复分子信标数和荧光通道数是在分子生物学和生物化学中经常被提到的两个概念。

它们与荧光共振能量转移(FRET)和荧光探针相关,对于研究细胞信号通路、蛋白质相互作用和药物开发等领域具有重要的意义。

以下将一步一步回答有关这两个概念的问题。

一、什么是分子信标数?分子信标数指的是在荧光共振能量转移(FRET)实验中参与的荧光探针的数目。

FRET是一种由荧光蛋白或荧光染料发出的光信号,它在分子间传递能量。

在FRET中,有两种荧光探针:受体与给体。

受体荧光探针与给体荧光探针之间相互作用,从而产生FRET信号,这种信号的强度取决于两种荧光探针的距离和相对取向。

在FRET实验中,受体荧光探针和给体荧光探针的信号都需要被检测和记录下来。

因此,分子信标数指的是参与FRET实验的受体和给体荧光探针总数。

通常情况下,分子信标数与实验的复杂程度和分子间作用的复杂性相关。

二、什么是荧光通道数?荧光通道数指的是在荧光共振能量转移(FRET)实验中使用的荧光探针的数量。

在FRET实验中,至少需要两个荧光通道,一个用来检测给体荧光探针的信号,另一个用来检测受体荧光探针的信号。

荧光通道指的是特定波长的光信号通过检测和记录荧光探针的荧光强度。

因此,荧光通道数是指参与FRET实验中的荧光通道总数。

除了用于检测受体和给体的荧光探针信号之外,有时FRET实验需要使用额外的荧光通道来记录其他的信号。

例如,在双光子荧光显微镜中,需要使用一个额外的荧光通道来检测激光光源的强度。

在这种情况下,荧光通道数将比常规的FRET实验多一个。

三、分子信标数和荧光通道数在FRET实验中的作用分子信标数和荧光通道数在FRET实验中是非常重要的。

在FRET实验中,受体和给体荧光探针之间的距离越近,FRET信号就会越强,从而反映了它们之间的作用。

因此,在实验设计中,需要选择合适的分子信标数和荧光通道数来检测所研究分子的相互作用。

在实验设计过程中,需要考虑荧光探针的选择、荧光通道的波长、荧光强度和荧光信号的检测和记录等因素。

分子信标分析实验报告

分子信标分析实验报告

一、实验目的1. 了解分子信标的基本原理和应用。

2. 掌握分子信标分析实验的操作步骤。

3. 通过实验,验证分子信标在特定条件下对目标分子的识别能力。

二、实验原理分子信标(Molecular Beacon)是一种用于检测目标分子存在的荧光探针。

当分子信标与目标分子结合时,其荧光性质会发生改变,从而实现对目标分子的定量检测。

本实验采用荧光光谱法对分子信标进行检测,通过比较荧光强度变化,判断目标分子的存在。

三、实验材料与仪器1. 试剂:分子信标探针、荧光标记的目标分子、荧光标记的无关分子、缓冲溶液等。

2. 仪器:荧光光谱仪、紫外-可见分光光度计、移液器、离心机、恒温水浴锅等。

四、实验步骤1. 准备实验溶液:将分子信标探针、荧光标记的目标分子、荧光标记的无关分子分别溶解于缓冲溶液中,配制成不同浓度的溶液。

2. 设置实验组:取一定量的分子信标探针溶液,加入荧光标记的目标分子溶液,充分混合均匀,置于荧光光谱仪样品池中。

3. 对照组设置:取一定量的分子信标探针溶液,加入荧光标记的无关分子溶液,充分混合均匀,置于荧光光谱仪样品池中。

4. 激发荧光:将样品池置于荧光光谱仪中,设定激发波长和发射波长,记录样品的荧光强度。

5. 结果分析:比较实验组和对照组的荧光强度变化,判断目标分子的存在。

五、实验结果与分析1. 实验组荧光强度明显高于对照组,说明目标分子与分子信标探针发生了特异性结合,导致荧光强度增加。

2. 通过改变目标分子的浓度,发现荧光强度与目标分子浓度呈正相关,验证了分子信标在特定条件下对目标分子的识别能力。

六、实验结论本实验通过荧光光谱法对分子信标进行了分析,结果表明分子信标在特定条件下对目标分子具有识别能力。

该实验为分子信标在生物、化学、医学等领域的应用提供了实验依据。

七、实验注意事项1. 实验过程中,注意避免样品污染,保持实验环境的清洁。

2. 在操作荧光光谱仪时,严格按照仪器操作规程进行,确保实验结果的准确性。

分子信标工作原理

分子信标工作原理

分子信标工作原理《分子信标工作原理》的工作原理是通过将化学分子与生物分子承载的信息传递给特定的分析仪器,从而实现对生物体内部过程的监测和研究。

这种技术被广泛用于生物医学研究、临床诊断、环境监测等领域。

下面将详细解释分子信标的工作原理,涵盖原理及其应用方面。

在分子信标的工作原理中,首先需要选取适当的化学或生物分子作为信标,这些分子通常会受到待测样品的影响而发生可测量的变化。

通过合适的探针或传感器与这些分子相互作用,实现对这些变化的检测。

利用分析仪器对这些变化进行解读和分析,得出待测样品所含信息的结果。

分子信标的选择考虑到了诸多因素,包括信标与待测生物分子的亲和性、稳定性、特异性以及成本效益。

常见的信标包括荧光标记的蛋白质、核酸和化合物,也有一些基于纳米技术的信标被开发出来,如金纳米颗粒、碳纳米管等。

这些信标在接触到待测样品后,会对样品的环境或化学成分产生相应的变化,使其成为了被检测的信号。

在进行信标检测时,探针或传感器的设计十分重要。

传感器的设计必须保证信标与探针之间具有高度特异性的相互作用,同时还要有高灵敏度和高分辨率。

正是由于传感器的设计能力,使得分子信标技术在医学诊断、药物研发和环境监测等领域都得到了广泛应用。

传感器的种类也较为多样,包括但不限于荧光探针、电化学传感器、质谱探针等。

对信标变化的检测和分析需要借助各种分析仪器。

荧光标记的信标通常需要通过荧光显微镜或荧光光谱仪进行测定;而质谱探针可能需要通过质谱仪进行分析。

这些分析仪器可以实时监测信标的变化,并能够对信标的信号进行定量分析和定性识别。

分子信标的工作原理在信标选择、探针设计和信号分析等方面都经历了多年的发展和完善。

随着技术的进步,分子信标正成为生物医学、环境监测和药物研发等领域的重要工具,为科学研究和医学诊断带来了更高的效率和精确度。

未来,随着技术的不断发展和完善,相信分子信标技术将会在更多领域发挥重要作用。

分子信标溶解曲线

分子信标溶解曲线

分子信标溶解曲线
分子信标溶解曲线(molecular beacon melting curve)用于分析特定DNA或RNA分子的结构和稳定性。

这种曲线是通过实验测定分子信标的荧光强度随温度变化的情况下得到的。

分子信标是一种具有特定序列的寡核苷酸探针,其两端结合了一个荧光染料和一个猝灭剂。

在低温下,分子信标以稳定的结构形式存在,荧光染料与猝灭剂之间的能量转移导致荧光信号较弱。

随着温度的升高,分子信标的稳定性降低,使得荧光染料与猝灭剂之间的距离增加,从而减少了猝灭效应,荧光信号逐渐增强。

通过测量荧光信号的强度,可以绘制分子信标溶解曲线,即荧光强度与温度的关系图。

根据曲线的形状和峰值温度,可以推断出分子信标的结构和稳定性。

例如,一个具有稳定二级结构的分子信标会表现出一个明显的峰值,并且在相对高的温度下解离,而一个没有稳定结构的分子信标可能会展示出一个较平缓的曲线。

分子信标溶解曲线的分析可以用于确定DNA或RNA分子的Tm值(解离温度),从而可以评估其稳定性和杂交能力。

此外,该方法还可以用于检测DNA或RNA序列中的突变或SNP(单核苷酸多态性),以及研究DNA或RNA结合蛋白和药物与目标分子的相互作用等。

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荧光探针与荧光引物上个世纪90年代原美国Perkin Elmer( PE)公司开发出了Taqman荧光探针定量技术,将定量PCR带入了更广阔的应用空间。

Taqman探针法的出现是定量PCR技术的重要里程碑,之后在此基础上发展出了杂交探针法,以及荧光引物法,是对探针法的不断改进和简化。

如果希望全面掌握定量PCR技术的研究人员就不能错过这些定量检测技术。

要提到荧光探针或者荧光引物,有一个基础概念需要首先明确,那就是荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer, FRET):一对合适的荧光物质可以构成一个能量供体(donor) 和能量受体(acceptor) 对, 其中供体的发射光谱与受体的吸收光谱重叠,当它们在空间上相互接近到一定距离(1—10 nm)时,激发供体而产生的荧光能量正好被附近的受体吸收,使得供体发射的荧光强度衰减,受体荧光分子的荧光强度增强。

能量传递的效率和供体的发射光谱与受体的吸收光谱的重叠程度、供体与受体的跃迁偶极的相对取向、供体与受体之间的距离等有关。

定量PCR所涉及的荧光探针和荧光引物的检测都这个FRET原理相关。

实时荧光PCR中另一个很重要的概念,即Ct值.C代表循环(Cycle),T代表阈值(Threshold).Ct值是指每个反应管内的荧光信号到达设定的阈值时所经历的循环数.。

一般取PCR反应的前15个循环的荧光信号作为荧光本底信号,荧光阈值的缺省设置是3-15个循环的荧光信号的标准偏差的10倍。

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,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做出标准曲线.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。

一:水解探针法TaqMan技术原理:除了一对特异性引物,TaqMan探针法增加一条和模版互补的基因特异性探针(通常20—30bp),探针上5'端和3'端分别标记了一个报告荧光基团(供体)和一个淬灭荧光基团(受体),在反应初始(探针完整)时系统激发供体而产生的荧光信号被临近的淬灭基团吸收,所以此时检测不到供体荧光信号;而当PCR过程中TaqDNA聚合酶扩增到探针结合模版的位点时,其5'-3'核酸外切酶的活性(也就是切口平移)切割掉探针5'端的报告基团——游离的报告基团远离淬灭基团,打破能量的传递,激发报告基团产生的荧光信号就可以被荧光检测系统检测到。

这样每扩增一条DNA链,就对应有一个游离的荧光分子(报告基团)形成,保证了荧光信号的累积与PCR 产物形成完全同步,因此对荧光信号进行检测就可以实时监控PCR的过程,准确定量PCR的起始拷贝数。

但是实际上探针较长使得两端基团距离较远,会导致荧光淬灭不彻底,而且淬灭基团也会产生不同波长的荧光,都会使得本底偏高MGB技术原理:针对Taqman探针荧光淬灭不彻底的问题,2000年美国ABI公司推出了一种新TaqMan探针——MGB探针(minorgroove binder oligodeoxynucleotide conjugate,MGB-ODN),3'端采用了非荧光性的淬灭基因——淬灭基团吸收报告基团的能量后并不发光,大大降低了本底信号的干扰。

此外,MGB探针的3'端还连接了一个二氢环化吲哚卟啉-三肽( dehydrocyclopyrroindole tripetide, DPI3),可以大大稳定探针与模板的杂交, 升高探针Tm 值, 使较短的探针同样能达到较高的Tm值——而短探针的荧光报告基团和淬灭基团的距离更近, 淬灭效果更好,荧光背景更低,使得信噪比更高:一个15bp的MGB探针的信噪比大于6,优于理想状态下的25bp的普通Taqman探针(信噪比约为1.5)。

允许采用更短的探针也简化了探针的设计和成本。

有实验证明MGB探针对于等位基因的区分比较理想,甚至可以检测单碱基突变(因为碱基错配对较短探针的杂交稳定性影响更大)水解探针之所以称之为水解,主要是因为它利用的是Taq酶的水解作用,使得探针上的荧光报告基团远离淬灭基团而发光信号,游离的报告基团数目对应PCR新扩增产物,此方法检测的是积累荧光。

优点:灵敏,特异性高:具有模版序列特异的Taqman探针在引物特异的基础上进一步提高的定量PCR的专一性;每扩增一个特异产物只释放一个分子的荧光染料,仪器检测的是特异扩增的结果,非特异产物对检测信号没有影响,有效提高检测的专一性。

有多种不同波长的荧光基团对可供选择,使得Taqman探针法可以实现在同一管内检测多重PCR,降低成本也提高效率和准确性避免了荧光染料对PCR反应的影响缺点:探针设计有一定难度,需要验证效果,探针的合成和双荧光标记成本高此外,也有人认为,Taqman法利用了Taq酶的外切活性,而由于各家公司出产的Taq酶对于其外切酶活性并没有做出严格的活性标定,定量PCR的效率有可能受酶外切活性的影响,酶活性差异也给定量带来了不确定性。

至少,生物通定量PCR技术系列前面介绍的Stratagene 2100万美元专利之争的Fullvelocity DNA聚合酶由于去掉外切酶活性,就不能用于Taqman探针法了!应用:Taqman技术广泛应用在人类传染病诊断和病原定量上,在动物疾病病原体基因的检测、畜禽产品的检验检疫、生物制品的鉴定以及在疫苗效力测定上等方面都有成功的许多例子。

注意:1) 探针长度应在15-45bp(最佳20-30bp)左右,以保证结合的特异性。

2) GC碱基含量在40%-60%,避免单核苷酸序列的重复。

3)避免与引物发生杂交或重叠。

4)探针与模板结合的稳定程度要大于引物与模板结合的稳定程度,因此探针的Tm值要比引物的Tm值至少高出5℃。

另外,探针的浓度,探针与模板序列的同源性,探针与引物的距离都对实验结果有影响。

另外,在仪器的选择上也要注意,尽量选择具有4色或以上的荧光检测通道的仪器,已保证你的机器的适用性和试剂选择的灵活性。

毕竟技术是在快速发展的。

二:杂交探针法FRET技术原理:罗氏专利的FRET探针又称为双杂交探针,或者LightCycle 探针。

FRET探针由两条和模版互补、且相邻的特异探针组成(距离1—5bp),上游探针的3`端标记供体荧光基团,相邻下游探针的5`端标记Red 640受体荧光基团。

当复性时,两探针同时结合在模板上,供体基团和Red640受体基团紧密相邻(距离1—5bp),激发供体产生的荧光能量被Red640基团吸收,使得检测探头可以检测到Red640发出波长为640的荧光。

当变性时,两探针游离,两基团距离远,不能检测到640波长的荧光。

FRET探针检测的信号是退火时的实时信号,每次检测信号始终严格对应模版的数量,非累积信号,可以用于做Tm曲线和SNP检测。

常用的受体荧光基团除了LC-Red640还有LC-Red705。

两个单标记探针的长短不影响信号的传递,而探针间的距离通常为1-5bp(虽然越短越好,还是要留点空间避免相互之间的反应)。

我们前面提到,Taqman水解探针法中,一但报告基团水解离开淬灭基团,就一直游离于反应体系中可被检测,所以检测的是累积荧光,是不可逆的。

杂交探针不同,是复性时两条特异探针杂交到模板上,相互靠近而产生检测信号,到升温变性探针远离模版就没有信号,所以检测的是实时信号,是可逆的,所以可以进行熔解曲线的分析,还可以用于进行突变分析,SNP基因分型以及产物鉴别。

比如一旦探针位置上出现有点突变,通过熔解曲线就可以很快分析出来,这也是Taqman法无法做到的。

另外,由于采用2条模版特异的探针,杂交探针法的专一性无疑更高于其他方法,不受非特异产物的影响。

Fret探针法由于需要合成2条探针,探针的末端要封闭以避免反应,所以合成的成本会比较高,也比较麻烦。

但实际上,Fret探针的设计其实比Taqman 探针容易,因为Taqman探针要求一定的长度以保证探针的特异性和结合模版的能力,但是长度会导致两末端的荧光基团距离远而使得荧光共振能量传递的效率降低,淬灭不彻底。

Fret探针就不受这个限制。

不管怎么说,多数人还是习惯认为单探针比合成2条探针要简单。

在水解和杂交探针技术之间产生另外一种技术:分子信标(分子信标产生时间是1996年)分子信标技术分子信标长约25个核苷酸,在空间结构上呈发夹型,由环茎杆组成环部序列与靶DNA序列互补,长约18-20个核苷酸,茎杆部分长约5-7个核苷酸,由GC含量较高的与靶序列无关的互补序列构成,分子信标的5'端标记报告基团,3'端标记淬灭基团。

当分子信标处于自由状态时,发夹结构的两个末端靠近使F与Q靠近,F被淬灭;当有靶序列存在时,分子信标与靶序列结合,使分子信标的茎杆区被拉开,此时R荧光不能被淬灭,可检测到荧光信号,常用的荧光-淬灭分子对有Fam-DABCYL、Hex-DABCYL、TET-DABCYL、TAMRA-DABCYL、TexasRed-DABYCL等. 分子信标探针检测的优点:A.可进行核酸实时(Real-time)检测,在PCR体系中加入荧光信标探针,并把PCR仪与荧光光谱仪相连,可以对PCR反应过程随时进行监测并进行精确定量; B.特异性强,与线性寡核苷酸探针相比,茎环状结构的分子信标检测特异性更高,对靶序列中单个碱基的错配、缺失或插入突变均能检测出来;特别适合做SNP分析。

C.灵敏度高,低至1拷贝的核酸也能检出; D.内标定量的线性范围比Taq Man探针宽2个数量级,从103/ml ~1011/ml血清;E.有效消除核酸交叉污染,因为反应与检测直接在封闭中进行;原理:分子信标(Molecular beacon,MB)是一种呈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,因此标记在一端的荧光基团与标记在另一端的淬灭基团紧紧靠近。

荧光基团被激发后产生的光子被淬灭剂淬灭,由荧光基团产生的能量以红外而不是可见光形式释放出来。

分子信标的茎环结构中,环一般为15-30bp(有人认为18-20个bp较好)长,并与目标序列互补,茎一般5-7bp长(GC含量较高),相互配对形成茎的结构。

荧光基团标记在探针的一端,而淬灭剂则标记在另一端。

在复性温度下,因为模板不存在时形成茎环结构,当加热变性会互补配对的茎环双链解开,如果有模板存在环序列将与模板配对。

与模板配对后,分子信标将成链状而非发夹状,使得荧光基团与淬灭剂分开。

当荧光基团被激发时,淬灭作用被解除,发出激发光子。

应用:应用于基因定量分析和突变体识别、疾病基因检测与诊断、单核苷酸多态性( single nucleotide polymorphism , SNP) 分析等生物医学基础和临床研究中。

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