高通量聚合酶链式反应技术的研究进展

山东医药２０１９ 年第５９ 卷第５ 期
样本检测中存在弊端［６］。
后，可以通过收集荧光信号，判断反应体系中产物量
１． １． ２ 多重ＰＣＲ毛细管电泳联用技术 开管检测 的多少，根据荧光信号的强度反映监测样本中的基
高通量ＰＣＲ 检测技术中，采取ＰＣＲ毛细管电泳联 因数目。ＧｅＸＰ 多重ＰＣＲ 技术在病原体检测分型领
病因分析提供依据［１］。但基因测序技术检测周期 成后，需要将反应管打开取出产物进行检测。开管
偏长、成本偏高，而且需要特殊的仪器设备，难以普 产物检测主要采用电泳法、质谱法或测序法等。
及应用。聚合酶链式反应（ＰＣＲ）技术利用ＤＮＡ 在 ＤＮＡ 聚合酶作用下按照碱基互补配对原则合成子 代ＤＮＡ，在配置合适反应体系后，选择最佳反应温 度，通过变性、退火、延伸三个基本步骤，经过约２５ 个循环就能在体外完成少量靶序列的大量扩增［２］。 ＰＣＲ 技术不需要昂贵的仪器和试剂，操作简单，检 测周期短，适用于临床标本的大规模筛检。传统 ＰＣＲ 的单管单基因检测存在出通量过小、大批量多 基因检测耗时长的弊端。随着科技的进步，ＰＣＲ 方 案不断创新和优化，兼具普通ＰＣＲ 简单高效和高通 量的优点的多重ＰＣＲ 在基因检测领域备受关注。 多重ＰＣＲ 是指单管中放置２ 对及以上的不同特异 性引物同时扩增２ 种以上的靶基因，是实现高通量 ＰＣＲ 检测的基础［３］。由于多重ＰＣＲ 技术在多对引 物存在的情况下，扩增所得常常出现混合产物的情
领域备受关注。高通量ＰＣＲ 技术分为开管检测ＰＣＲ 和闭管检测ＰＣＲ，开管检测高通量ＰＣＲ 技术在目的基因扩增
完成后，需要将反应管打开取出产物进行检测。开管产物检测主要采用电泳法、质谱法或测序法等，该类方法可实
现高通量产物检测但存在较高的产物污染风险；闭管ＰＣＲ 检测技术在产物鉴定鉴别的过程中保持封闭状态，通过
速分离鉴别待测样品的优势。
使得各个产物之间可以达到等效扩增；将荧光和电
１． １． ２． １ 多重连接依赖式探针扩增ＰＣＲ 技术 多 泳结果结合，能够完成定性和定量。该技术的缺点
重连接依赖式探针扩增（ＭＬＰＡ）ＰＣＲ 技术的特点在 是ＰＣＲ 产物在开盖操作过程中容易飞出而导致实
于独特的引物设计使得只有互补良好时才能完成 验室污染，易产生假阳性。
基金项目：江苏省常州市卫生人才培养工程资助项目
（ ）。 ２０１６ＺＣＬＪ００２
：罗光华（ ： ） 通信作者
Ｅｍａｉｌ ｓｈｉｎｅｒｏａｒ＠ １６３． ｃｏｍ
赖程度高，点样过程出现点样不均、移液枪枪头残留 对产物量的判断影响很大，而且由于是开管操作， ＰＣＲ 产物造成实验室污染的风险较大，所以在批量
１００
ＰＣＲ 扩增。 ［７］ ＭＬＰＡ 引物包括连接引物和ＰＣＲ 引 １． ２ 多重ＰＣＲ质谱联用技术 ＰＣＲ 技术与质谱技
物，其中连接引物由一个长引物和一个短引物组成， 术相结合，直接将产物或者处理后的目的片段加入
长引物分为杂交序列区、Ｍ１３ 源序列和ＰＣＲ 引物结 质谱仪完成产物鉴定。
合序列，短引物为ＰＣＲ 引物结合序列和杂交序列区
联、微生物检测到耐药基因筛查，基因检测已成为临 ＰＣＲ 和闭管检测ＰＣＲ。本文将对这两大类高通量
床常规检测项目之一。基因测序技术是基因检测的 ＰＣＲ 检测技术的研究现状进行综述。
“金标准”，该技术通过Ｓａｎｇｅｒ 脱氧测序法等不同方 １ 开管高通量ＰＣＲ 检测技术
法呈现待检基因的碱基序列，为精确的疾病诊断和 开管检测高通量ＰＣＲ 技术在目的基因扩增完
： （ ） 中图分类号： 文献标志码： 文章编号
Ｑ７８６
Ａ
１００２２６６Ｘ ２０１９ ０５０１０００５
随着分子生物学的不断发展，基因在疾病诊治 况，产生了产物鉴定方案上的分歧。因此根据产物
中发挥着越来越重要的作用。从基因与疾病的关 鉴定方法的不同，将高通量ＰＣＲ 技术分为开管检测
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高通量聚合酶链式反应技术的研究进展
湛玉霞，罗光华 （苏州大学附属第三医院，江苏常州２１３０００）
摘要：聚合酶链式反应（ＰＣＲ）技术用于基因检测具有简便、快速、经济效益高的优点。传统ＰＣＲ 因检测通量过
小难以满足临床批量标本快速筛检需求。高通量ＰＣＲ 芯片兼具普通ＰＣＲ 简单高效和高通量的优点，在基因检测
高分辨熔解曲线、荧光扩增曲线或熔解曲线分析技术等方法对产物进行鉴别，该类方法虽可避免产物污染，但较难
实现高通量检测。高通量ＰＣＲ 技术的成熟对临床工作意义重大，有助于临床以及流行病学研究中大规模高效、快
速、准确、低成本的人群ຫໍສະໝຸດ Baidu检的实现。
关键词：聚合酶链式反应技术，高通量；基因检测；基因测序
： ｄｏｉ １０． ３９６９ ／ ｊ． ｉｓｓｎ． １００２２６６Ｘ． ２０１９． ０５． ０３０
１． １ 多重ＰＣＲ电泳联用检测技术 １． １． １ 多重ＰＣＲ琼脂糖凝胶电泳联用技术 琼脂 糖凝胶电泳法鉴定ＰＣＲ 产物是应用最多、使用历史 最长的方法［４］。其原理和操作都很简单，即在缓冲 体系合适的琼脂糖凝胶点样孔中加入多重ＰＣＲ 产 物，选取适宜的电压电泳一段时间后，对凝胶板染色 拍照并进行图像分析，利用核酸分子在电泳过程中 的电荷或分子筛效应等对产物进行分离和检测［５］。 产物条带有定性和半定量的作用。多重ＰＣＲ琼脂 糖凝胶电泳联用技术在基因检测领域应用范围较 广，主要用于基因表达检测。 相较于基因测序，凝胶电泳成本低、操作简单， 有定性和半定量两种功能，实用性强。根据所要分 析样本的不同还可以对反应条件进行调整。但是琼 脂糖凝胶电泳结果准确性对操作人员的技术规范依
用方案提高通量的技术有很多，如ＧｅＸＰ 多重ＰＣＲ、 域应用较多，如呼吸道病毒［１１］、手足口病病毒、人乳
多重连接探针扩增技术等。毛细管电泳法是一种新 头状病毒筛查分型［１２］等。
型高效液相分离方法，融合了普通电泳和色谱的技 ＧｅＸＰ 多重ＰＣＲ 扩增技术的优点包括：ＧｅＸＰ 多
术，通过电泳淌度、电渗淌度，具有高通量、高效、快 重ＰＣＲ 技术通量大，应用范围广；通用标签的应用