聚合酶鏈式反應又稱多聚酶鏈式反應,是一項利用DNA雙鏈復制的原理,在生物體外復制特定DN段的核酸合成技術。透過這項技術,可在短時間內大量擴增目的基因,而不必依賴大腸桿菌或酵母菌等生物體。聚合酶鏈反應是是一種簡單,廉價和可靠的方法復制DN段,這個概念適用于現物學和相關科學的許多領域。 PCR可能是分子生物學中使用很較廣的技術。這種技術被用于生物醫學研究,犯罪取證和分子考古學。通常,PCR由一系列20-40次重復的溫度變化組成,稱為熱循環,每個循環通常由兩個或三個離散的溫度步驟組成。嵌套式PCR在特異性擴增長DN段方面通常比傳統PCR更成功,但它需要更詳細的目標序列知識。廣州組織數字PCR設計公司
聚合酶鏈式反應的常見問題:PCR產物的電泳檢測時間一般為48h以內,有些很好于當日電泳檢測,大于48h后帶型不規則甚至消失。假陰性:不出現擴增條帶。PCR反應的關鍵環節有模板核酸的制備,引物的質量與特異性,酶的質量及溴乙錠的使用, PCR循環條件。尋找原因亦應針對上述環節進行分析研究。模板:模板中含有雜蛋白質,模板中含有Taq酶抑制劑,模板中蛋白質沒有消化除凈,特別是染色體中的組蛋白,在提取制備模板時丟失過多,或吸入酚。模板核酸變性不徹底。在酶和引物質量好時,不出現擴增帶,極有可能是標本的消化處理,模板核酸提取過程出了毛病,因而要配制有效而穩定的消化處理液,其程序亦應 固定不宜隨意更改。廣州組織數字PCR設計公司聚合酶鏈式反應準備:PCR所用的酶主要有兩種來源:Taq和Pfu,分別來自兩種不同的噬熱菌。
聚合酶鏈反應也可以用作以下敏感試驗的一部分組織分型,對移植至關重要。截至2008年,甚至有人提議用聚合酶鏈反應檢測取代傳統的血型抗體檢測。許多形式的病癥涉及致病基因的改變。通過使用基于聚合酶鏈反應的測試來研究這些突變,醫治方案有時可以根據患者的不同而不同。聚合酶鏈反應可以早期診斷惡性疾病,如白血病和淋巴瘤,這是目前病癥研究中發展很快的,并且已經被常規使用。PCR檢測可以直接在基因組DNA樣品上進行,以檢測易位特異性惡性細胞,其靈敏度至少是其他方法的10,000倍。聚合酶鏈反應在醫學領域非常有用,因為它允許分離和擴增病癥抑制劑。例如,定量PCR可以用于量化和分析單細胞,以及識別DNA、mRNA和蛋白質的確認和組合。
聚合酶鏈式反應的循環參數:預變性,模板DNA完全變性與PCR酶的完全對PCR能否成功至關重要,建議加熱時間參考試劑說明書,一般未修飾的Taq酶時間為兩分鐘。變性步驟,循環中一般95℃,30秒足以使各種靶DNA序列完全變性,可能的情況下可縮短該步驟時間。變性時間過長損害酶活性,過短靶序列變性不徹底,易造成擴增失敗。引物退火,退火溫度需要從多方面去決定,一般根據引物的Tm值為參考,根據擴增的長度適當下調作為退火溫度。然后在此次實驗基礎上做出預估。退火溫度對PCR的特異性有較大影響。引物延伸,引物延伸一般在72℃進行(Taq酶很適溫度)。但在擴增長度較短且退火溫度較高時,本步驟可省略延伸時間隨擴增片段長短而定,一般推薦在1000bp以上,含Pfu及其衍生物的衍生設定為1min/kbp。循環數,大多數PCR含25-35循環,過多易產生非特異擴增。延伸,在一個循環后,反應在72℃維持10-30分鐘.使引物延伸完全,并使單鏈產物退火成雙鏈。聚合酶鏈反應的一個主要限制是,為了產生允許其選擇性擴增的引物,需要關于目標序列的先前信息。
聚合酶鏈式反應的常見問題:Mg2+濃度:Mg2+離子濃度對PCR擴增效率影響很大,濃度過高可降低PCR擴增的特 異性,濃度過低則影響PCR擴增產量甚至使PCR擴增失敗而不出擴增條帶。反應體積的改變:通常進行PCR擴增采用的體積為20ul、30ul、50ul。或100ul,應用多 大體積進行PCR擴增,是根據科研和臨床檢測不同目的而設定,在做小體積如20ul 后,再做大體積時,一定要模索條件,否則容易失敗。物理原因:變性對PCR擴增來說相當重要,如變性溫度低,變性時間短,極有可能出現假陰性;退火溫度過低,可致非特異性擴增而降低特異性擴增效率退火溫度過高影響引物與模板的結合而降低PCR擴增效率。有時還有必要用標準的溫度計,檢測一下擴增儀或水溶鍋內的變性、退火和延伸溫度,這也是PCR失敗的原因之一。熱啟動聚合酶鏈式反應:一種在PCR的初始建立階段減少非特異性擴增的技術。廣州組織數字PCR設計公司
聚合酶鏈式反應中的DMSO、甘油等,主要用來保持酶的活性和幫助DNA解除纏繞結構。廣州組織數字PCR設計公司
聚合酶鏈式反應:Taq(水生棲熱菌)聚合酶耐熱DNA聚合酶的很好活性溫度約為75-80°C(167-176°F),盡管該酶通常使用72°C(162°F)的溫度。在該步驟中,DNA聚合酶通過從反應混合物中添加在5’-至-3’方向上與模板互補的游離DNA鏈來合成與DNA模板鏈互補的新DNA鏈,在新生(伸長)DNA鏈的末端,將dNTPs的5'-磷酸基與3'-羥基縮合。延伸所需的精確時間取決于所使用的DNA聚合酶和要擴增的DNA目標區域的長度。根據經驗,在很好溫度下,大多數DNA聚合酶每分鐘聚合一千個堿基。在很好條件下(即,如果沒有限制底物或試劑的限制),在每個延伸/延伸步驟中,DNA靶序列的數量加倍。隨著每一個連續的循環,原始模板鏈加上所有新產生的鏈成為下一輪延伸的模板鏈,導致特定DNA目標區域的指數(幾何)擴增。廣州組織數字PCR設計公司
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