qPCR常見問題及分析解決辦法
□ 昆山吉和力儀器有限公司 供稿
qPCR即實時熒光定量核酸擴增檢測係統,也叫實時定量基因擴增熒光檢測係統。昆山吉和力儀器有限公司整理了一些關於qPCR的常見問題,並對這些問題一一進行了解答。
昆山吉和力儀器有限公司(以下簡稱“吉和力”)是一家提供專業服務和儀器設備的集成供應商,公司以用戶實際需求為導向,提供最合適、性價比最高的儀器,致力於打造一站式服務平台。為了讓業內人士對qPCR進行更加深入的了解,吉和力整理了一些相關常見問題,並對這些問題一一進行了解答。
qPCR的英文全稱是Real-time Quantitative PCR Detecting System,即實時熒光定量核酸擴增檢測係統,也叫實時定量基因擴增熒光檢測係統,簡稱qPCR。
簡單來說,qPCR就是利用熒光信號的變化,實時監測PCR擴增反應中每一個循環擴增產物量的變化,通過Ct值和標準曲線的分析對起始模板進行定量分析。而常規的PCR無法對起始模板準確定量,無法對擴增反應實時監測。
如何提高RT-PCR反應的靈敏度與特異性?
①確定模板RNA完整性,無DNA汙染;
②RNA模板中不應含有擴增反應抑製劑;
③為了防止模板降解,在反應體係中加入RNase抑製劑RNasin;
④使用適量的模板RNA,模板量太多會降低特異性,太少會導致擴增不出條帶或條帶太弱;
⑤若模板中有二級結構,可通過提高逆轉錄反應溫度來提高擴增效果;
⑥設計引物時,避免在引物3’端含有互補序列,避免形成內部發卡結構。
避免RNA降解的方法有哪些?
①在用來驗證完整性之前先在變性膠上分析RNA;
②運用良好無汙染技術分離RNA;
③將組織從動物體取出後立刻提取RNA,並將提取好的RNA反轉錄為cDNA進行低溫保存。
RNA中含有逆轉錄抑製劑時,怎麼處理?
逆轉錄抑製劑包括:SDS、EDTA、甘油、焦磷酸鈉、亞精胺和胍鹽,可將對照RNA與樣品混合,同對照RNA反應比較產量以檢測RNA抑製劑;若對照RNA與樣品混合後產量降低,則說明樣品中存在逆轉錄抑製劑,可用70%(v/v)乙醇對RNA沉澱進行清洗,以除去抑製劑。
如何減少RNA模板中的二級結構?
①將RNA和引物在不含鹽及緩衝液條件下變性、退火,提高逆轉錄反應溫度;
②溫度超過60℃時,不能使用oligo(dT)引物,選擇一個在反應溫度可以退火的GSP;
③RT-PCR產物的長度超過1kb時,反應溫度需保持在65℃。
RNA中有DNA汙染的處理方式
①若是基因組DNA的汙染,可使用DNaseI處理RNA,同時設置沒有逆轉錄對照組反應檢測DNA汙染;
②若是受到外源DNA的汙染,可使用抗氣霧劑和UDG酶。
qPCR探針設計的一般原則有哪些?
①擴增片段的長度不應太大,一般小於300bp;
②探針不能和任一引物互補,且其長度在保證特異性的前提下盡可能的短,長度不要超過30bp;
②探針的Tm值至少比引物的Tm值高5度;
③探針如用於檢測多態位點,多態位點應盡可能靠近探針中部;
④探針5’端不能是堿基G,G對熒光基團有猝滅作用。
無反轉錄酶情況下,對照RNA仍有擴增結果
①體外轉錄時不可能將所有DNA模板消除,因而對照組會含有痕量的DNA。建議可將第一鏈cDNA稀釋1:10、1:100、1:1000倍以消除DNA汙染造成的影響;
②可能是引物二聚體的條帶。
擴增產物滯留在加樣孔中
①可能是由於模板量過高而導致PCR結果產生了高分子量的DNA膠狀物,建議將第一鏈cDNA濃度稀釋至100倍再進行二次擴增;
②在二次PCR時,使用的退火溫度如果比引物的Tm值低5℃,可將退火溫度適當增高或進行熱啟動以提高特異性。
無Ct信號出現
①反應循環參數不夠,一般要在35個循環以上,但是過多的循環次數可增加背景值;
②檢測熒光信號的步驟有誤。SYBRgreen法(SG法)采用的是72℃延伸時采集熒光信號,taqman法則是在退火結束或延伸結束時進行信號采集;
③引物或探針降解,可用PAGE電泳檢測其完整性,若是電泳條帶呈彌散狀,可考慮重新合成引物或探針;
④模板不足或降解,則可以重新提取核酸模板。
Ct值出現過晚(Ct>38)
①擴增效率低,反應條件不夠優化,降低退火溫度,增加鎂離子濃度;
②反應成分降解或加樣量不足;
③PCR產物過長,一般采用80-150bp。
標準曲線線性關係不佳
①加樣存在誤差,是樣品濃度不成梯度;
②標準品出現降解,避免反複凍融;
③引物或者探針設計不佳;
④模板中存在抑製物或模板濃度過高。
溶解曲線存在多個主峰
①引物設計不夠優化;
②引物濃度不佳,上下遊引物濃度比例不一致;
③鎂離子濃度過高;
④模板基因組的汙染。
同一樣品中,其中某一個熒光信號特別強
①試劑配製時反應液沒有完全溶化,導致探針量在一管增多;
②試劑配製時沒有充分混勻致各管中各成分的量不同;
③PCR儀熱槽被熒光物質汙染,需要清除熱槽中的汙染。
擴增曲線有一向上或向下的尖峰?
①反應過程中電壓不穩定;
②可能在20個循環左右時,儀器有停下或儀器有開蓋,使光線突然增強;
③如果尖峰向下,可能是由鹵素燈老化所致,這時應更換。
部分樣本擴增效率過低?
①提取液殘留,一定程度抑製了PCR反應;
②反應液未嚴格取量混勻或分裝不均勻;
③試劑失效。
陰性對照或空白對照翹尾
①模板提取環境或操作過程有汙染;
②配液過程存在汙染。
直線型擴增曲線
①探針部分降解:一般稀釋的探針可在4℃保存至少3個月,探針的反複凍融或導致降解;或者探針在光線下暴露時間太長了;
②反應液中有PCR抑製物。
沒有擴增曲線
①PCR參數設置錯誤,在設計循環參數時將熒光信號讀取時間設在反應的第一步,即stage1階段;
②電腦設定了自動休眠。
基線下滑
基線選取範圍不對,可試著將基線範圍改大一些,這一問題常因試劑質量所致。
擴增曲線斷裂
基線選取範圍不對,基線終點大於Ct值,這通常是由於模板DNA濃度過高所致,因Ct值<15,而基線範圍仍取3~15,其中包含部分擴增信號,導致標準差偏大,閾值過高,解決辦法:減少基線終點至Ct前4個循環,重新分析數據。
樣品濃度跨度過大
樣品濃度過高,導致陽性樣品擴增曲線在後麵循環中呈一向下的直線,其解決方法同“擴增曲線斷裂”。
山坡形曲線
常因反應管封口不嚴,至反應液蒸發所致。
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