實(shí)時(shí)熒光定量PCR(realtime PCR)
實(shí)時(shí)熒光定量PCR(realtime PCR)
實(shí)驗(yàn)方法原理 | 實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù),是指在PCR反應(yīng)體系中加入熒光基團(tuán),利用熒光信號(hào)積累實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)PCR進(jìn)程,后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)未知模板進(jìn)行定量分析的方法。 |
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實(shí)驗(yàn)材料 | 細(xì)胞樣品 |
試劑、試劑盒 | RNA提取試劑盒 熒光定量PCR Mix TRIZOL dNTP 氯方(仿) 逆轉(zhuǎn)錄酶MMLV 異丙醇 Taq酶 DEPC水 ddH2O TE MgCl2 瓊脂糖 溴化乙錠 MOPS 甲醛 乙酸鈉 EDTA EB 溴酚蘭 |
儀器、耗材 | 離心管 離心機(jī) 風(fēng)光光度計(jì) 電泳槽 凝膠板 Realtime PCR儀 |
實(shí)驗(yàn)步驟 | 一、 樣品RNA的抽提 1. 取凍存已裂解的細(xì)胞,室溫放置5分鐘使其*溶解。 2. 兩相分離 每1 ml的TRIZOL試劑裂解的樣品中加入0.2 ml的氯方(仿),蓋緊管蓋。手動(dòng)劇烈振蕩管體15秒后,15到30℃孵育2到3分鐘。4℃下12 000 rpm離心15分鐘。離心后混合液體將分為下層的紅色酚氯方 (仿)相,中間層以及無(wú)色水相上層。RNA全部被分配于水相中。水相上層的體積大約是勻漿時(shí)加入的TRIZOL試劑的60%。 3. RNA沉淀 將水相上層轉(zhuǎn)移到一干凈無(wú)RNA酶的離心管中。加等體積異丙醇混合以沉淀其中的RNA,混勻后15到30℃孵育10分鐘后,于4℃下12 000 rpm 離心10分鐘。此時(shí)離心前不可見(jiàn)的RNA沉淀將在管底部和側(cè)壁上形成膠狀沉淀塊。 4. RNA清洗 移去上清液,每1 mlTRIZOL試劑裂解的樣品中加入至少1 ml的75%乙醇(75%乙醇用DEPCH2O配制),清洗RNA沉淀。混勻后,4℃下7 000 rpm離心5分鐘。 5. RNA干燥 小心吸去大部分乙醇溶液,使RNA沉淀在室溫空氣中干燥5-10分鐘。 6. 溶解RNA沉淀 溶解RNA時(shí),先加入無(wú)RNA酶的水4 0ul用槍反復(fù)吹打幾次,使其*溶解,獲得的RNA溶液保存于-80℃待用。 二、 RNA質(zhì)量檢測(cè) 1. 紫外吸收法測(cè)定 先用稀釋用的TE溶液將分光光度計(jì)調(diào)零。然后取少量RNA溶液用TE稀釋(1:100)后,讀取其在分光光度計(jì)260nm和280nm處的吸收值,測(cè)定RNA溶液 濃度和純度。 (1)濃度測(cè)定 A260下讀值為1表示40 ug RNA/ml。樣品RNA濃度(μg/ml)計(jì)算公式為:A260 x 稀釋倍數(shù) x 40 ug/ml。具體計(jì)算如下: RNA溶于40 ul DEPC水中,取5 ul,1:100稀釋至495 ul的TE中,測(cè)得A260 = 0.21 RNA 濃度= 0.21 x 100 x 40 ug/ml = 840 ug/ml 或 0.84 ug/ul 取5 ul用來(lái)測(cè)量以后,剩余樣品RNA為35 ul,剩余RNA總量為: 35 ul x 0.84 ug/ul = 29.4 ug (2)純度檢測(cè) RNA溶液的A260/A280的比值即為RNA純度,比值范圍1.8到2.1。 2. 變性瓊脂糖凝膠電泳測(cè)定 (1)制膠 1 g瓊脂糖溶于72 ml水中,冷卻至60℃,10 ml的10 x MOPS電泳緩沖液和18 ml的37% 甲醛溶液(12.3 M)。 濃度 成分 0.4 M MOPS,pH 7.0 0.1 M 乙酸鈉 0.01 M EDTA 灌制凝膠板,預(yù)留加樣孔至少可以加入25 μl溶液。膠凝后取下梳子,將凝膠板放入電泳槽內(nèi),加足量的1xMOPS電泳緩沖液至覆蓋膠面幾個(gè)毫米。 (2)準(zhǔn)備RNA樣品 取3 ugRNA,加3倍體積的甲醛上樣染液,加EB于甲醛上樣染液中至終濃度為10 ug/ml。加熱至70℃孵育15分鐘使樣品變性。 (3)電泳 上樣前凝膠須預(yù)電泳5 min,隨后將樣品加入上樣孔。5-6 V/cm電壓下2 h,電泳至溴酚蘭指示劑進(jìn)膠至少2-3 cm。 (4)紫外透射光下觀察并拍照 28S和18S核糖體RNA的帶非常亮而濃(其大小決定于用于抽提RNA的物種類型),上面一條帶的密度大約是下面一條帶的2倍。還有可能觀察到一個(gè)更小稍微擴(kuò)散的帶,它由低分子量的RNA(tRNA和5S核糖體RNA)組成。在18S和28S核糖體帶之間可以看到一片彌散的EB染色物質(zhì),可能是由mRNA和其它異型RNA組成。RNA制備過(guò)程中如果出現(xiàn)DNA污染,將會(huì)在28S核糖體RNA帶的上面出現(xiàn),即更高分子量的彌散遷移物質(zhì)或者帶,RNA的降解表現(xiàn)為核糖體RNA帶的彌散。用數(shù)碼照相機(jī)拍下電泳結(jié)果。 三、樣品cDNA合成 1. 反應(yīng)體系 序號(hào) 反應(yīng)物 劑量 1 逆轉(zhuǎn)錄buffer 2 ul 2 上游引物 0.2 ul 3 下游引物 0.2 ul 4 dNTP 0.1 ul 5 逆轉(zhuǎn)錄酶MMLV 0.5 ul 6 DEPC水 5 ul 7 RNA模版 2 ul 8 總體積 10 ul 輕彈管底將溶液混合,6 000 rpm短暫離心。 2. 混合液在加入逆轉(zhuǎn)錄酶MMLV 之前先70℃干浴3分鐘,取出后立即冰水浴至管內(nèi)外溫度一致,然后加逆轉(zhuǎn)錄酶0.5 ul,37℃水浴60分鐘。 3. 取出后立即95℃干浴3分鐘,得到逆轉(zhuǎn)錄終溶液即為cDNA溶液,保存于-80℃待用。 四、 梯度稀釋的標(biāo)準(zhǔn)品及待測(cè)樣品的管家基因(β-actin)實(shí)時(shí)定量PCR 1. β-actin陽(yáng)性模板的標(biāo)準(zhǔn)梯度制備 陽(yáng)性模板的濃度為1011,反應(yīng)前取3 μl按10倍稀釋(加水27 ul并充分混勻)為1010,依次稀釋至109、108、107、106、105、104,以備用。 2. 反應(yīng)體系如下: 標(biāo)準(zhǔn)品反應(yīng)體系 序號(hào) 反應(yīng)物 劑量 1 SYBR Green 1 染料 10 ul 2 陽(yáng)性模板上游引物F 0.5 ul 3 陽(yáng)性模板下游引物R 0.5 ul 4 dNTP 0.5 ul 5 Taq酶 1 ul 6 陽(yáng)性模板DNA 5 ul 7 ddH2O 32.5 ul 8 總體積 50 ul 輕彈管底將溶液混合,6 000 rpm短暫離心。 3. 管家基因反應(yīng)體系: 序號(hào) 反應(yīng)物 劑量 1 SYBR Green 1 染料 10 ul 2 內(nèi)參照上游引物F 0.5 ul 3 內(nèi)參照下游引物R 0.5 ul 4 dNTP 0.5 ul 5 Taq酶 1 ul 6 待測(cè)樣品cDNA 5 ul 7 ddH2O 32.5 ul 8 總體積 50 ul 輕彈管底將溶液混合, 6000 rpm短暫離心。 3. 制備好的陽(yáng)性標(biāo)準(zhǔn)品和檢測(cè)樣本同時(shí)上機(jī),反應(yīng)條件為:93℃ 2分鐘,然后93℃ 1分鐘,55℃ 2分鐘,共40個(gè)循環(huán)。 五、 制備用于繪制梯度稀釋標(biāo)準(zhǔn)曲線的DNA模板 1. 針對(duì)每一需要測(cè)量的基因,選擇一確定表達(dá)該基因的cDNA模板進(jìn)行PCR反應(yīng)。 2. 反應(yīng)體系 序號(hào) 反應(yīng)物 劑量 1 10× PCR緩沖液 2.5 ul 2 MgCl2 溶液 1.5 ul 3 上游引物F 0.5 ul 4 下游引物R 0.5 ul 5 dNTP混合液 3 ul 6 Taq聚合酶 1 ul 7 cDNA 1 ul 8 加水至總體積為 25 ul 輕彈管底將溶液混合,6000rpm短暫離心。 35個(gè)PCR循環(huán)(94℃1分鐘;55℃1分鐘;72℃1分鐘); 72?C延伸5分鐘。 (3)PCR產(chǎn)物與 DNA Ladder在2%瓊脂糖凝膠電泳,溴化乙錠染色,檢測(cè)PCR產(chǎn)物是否為單一特異性擴(kuò)增條帶。 (4)將PCR產(chǎn)物進(jìn)行10倍梯度稀釋: 將PCR產(chǎn)物進(jìn)行10倍梯度稀釋: 設(shè)定PCR產(chǎn)物濃度為1×1010,依次稀釋至109、108、107、106、105、104幾個(gè)濃度梯度。 六、 待測(cè)樣品的待測(cè)基因?qū)崟r(shí)定量PCR 2. 體系配置如下: 序號(hào) 反應(yīng)物 劑量 1 SYBR Green 1 染料 10 ul 2 上游引物 1 ul 3 下游引物 1 ul 4 dNTP 1 ul 5 Taq聚合酶 2 ul 6 待測(cè)樣品cDNA 5 ul 7 ddH2O 30 ul 8 總體積 50 ul 輕彈管底將溶液混合,6 000 rpm短暫離心。 (3)將配制好的PCR反應(yīng)溶液置于Realtime PCR儀上進(jìn)行PCR擴(kuò)增反應(yīng)。反應(yīng)條件為:93℃ 2分鐘預(yù)變性,然后按93℃ 1分鐘,55℃1分鐘,72℃1分鐘,共40做個(gè)循環(huán),后72℃7分鐘延伸。 七、 實(shí)時(shí)定量PCR使用引物列表 引物設(shè)計(jì)軟件:Primer Premier 5.0,并遵循以下原則:引物與模板的序列緊密互補(bǔ);引物與引物之間避免形成穩(wěn)定的二聚體或發(fā)夾結(jié)構(gòu);引物不在模板的非目的位點(diǎn)引發(fā)DNA 聚合反應(yīng)(即錯(cuò)配)。 八、電泳 各樣品的目的基因和管家基因分別進(jìn)行Realtime PCR反應(yīng)。PCR產(chǎn)物與 DNA Ladder在2%瓊脂糖凝膠電泳,GoldView染色,檢測(cè)PCR產(chǎn)物是否為單一特異性擴(kuò)增條帶。 |
注意事項(xiàng) | 1.熒光閾值:在熒光擴(kuò)增曲線指數(shù)增長(zhǎng)長(zhǎng)期設(shè)定一個(gè)熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)(即PCR擴(kuò)增產(chǎn)物量標(biāo)準(zhǔn))。熒光閾值可設(shè)定在指數(shù)擴(kuò)增階段任意位置上,但實(shí)際應(yīng)用要結(jié)合擴(kuò)增效率,線性回歸系數(shù)等參數(shù)來(lái)綜合考慮。
2.Ct值:在PCR擴(kuò)增過(guò)程中,擴(kuò)增產(chǎn)物(熒光信號(hào))到達(dá)閾值時(shí)所經(jīng)過(guò)的擴(kuò)增循環(huán)次數(shù)。Ct值具有*的重復(fù)性。 |
其他 | 實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)有效地解決了傳統(tǒng)定量只能終點(diǎn)檢測(cè)的局限,實(shí)現(xiàn)了每一輪循環(huán)均檢測(cè)一次熒光信號(hào)的強(qiáng)度,并記錄在電腦軟件之中,通過(guò)對(duì)每個(gè)樣品Ct值的計(jì)算,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線獲得定量結(jié)果。因此,實(shí)時(shí)熒光定量PCR無(wú)需內(nèi)標(biāo)是建立在兩個(gè)基礎(chǔ)之上的:
1)Ct值的重現(xiàn)性PCR循環(huán)在到達(dá)Ct值所在的循環(huán)數(shù)時(shí),剛剛進(jìn)入真正的指數(shù)擴(kuò)增期(對(duì)數(shù)期),此時(shí)微小誤差尚未放大,因此Ct值的重現(xiàn)性*,即同一模板不同時(shí)間擴(kuò)增或同一時(shí)間不同管內(nèi)擴(kuò)增,得到的Ct值是恒定的。
2)Ct值與起始模板的線性關(guān)系由于Ct值與起始模板的對(duì)數(shù)存在線性關(guān)系,可利用標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)未知樣品進(jìn)行定量測(cè)定,因此,實(shí)時(shí)熒光定量PCR是一種采用外標(biāo)準(zhǔn)曲線定量的方法。
外標(biāo)準(zhǔn)曲線的定量方法相比內(nèi)標(biāo)法是一種準(zhǔn)確的、值得信賴的科學(xué)方法。利用外標(biāo)準(zhǔn)曲線的實(shí)時(shí)熒光定量PCR是迄今為止定量準(zhǔn)確,重現(xiàn)性良好的定量方法,已得到*的*,廣泛用于基因表達(dá)研究、轉(zhuǎn)基因研究,藥物療效考核、病原體檢測(cè)等諸多領(lǐng)域。 |
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