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实时荧光定量PCR技术的原理及应用

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实时荧光定量PCR技术的原理及应用（图)

一、实时荧光定量PCR原理
（一）定义：在PCR反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号累积实时监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法 .
（二）实时原理
1、常规PCR技术：
对PCR扩增反应的终点产物进行定量和定性分析无法对起始模板准确定量，无法对扩增反应实时检测。
2、实时定量PCR技术：
利用荧光信号的变化实时检测PCR扩增反应中每一个循环扩增产物量的变化,通过Ct值和标准曲线的分析对起始模板进行定量分析
3、如何对起始模板定量?
 通过Ct值和标准曲线对起始模板进行定量分析。
4、几个概念:
（1)扩增曲线 :

（2) 荧光阈值：

(3）Ct值：     

CT值的重现性：

5、定量原理:
理想的PCR反应：   X=X0*2n
非理想的PCR反应：  X=X0 （1+Ex）n
      n：扩增反应的循环次数
      X：第n次循环后的产物量
      X0：初始模板量
      Ex：扩增效率
5、标准曲线

6、绝对定量
1）确定未知样品的 C(t)值
2）通过标准曲线由未知样品的C（t)值推算出其初始量

7、DNA的荧光标记:

二、实时荧光定量PCR的几种方法介绍
方法一:SYBR Green法
（一)工作原理
1、SYBR Green  能结合到双链DNA的小沟部位

 2、SYBR Green  只有和双链DNA结合后才发荧光
3、变性时，DNA双链分开,无荧光
4、复性和延伸时，形成双链DNA， SYBR Green 发荧光，在此阶段采集荧光信号。

PCR反应体系的建立及优化:
 1、SYBR Green 使用浓度：太高抑制Taq酶活性,太低,荧光信号太弱,不易检测
 　　2、Primer：引物的特异性高，否则扩增有杂带，定量不准
 　　3、MgCl2的浓度：可以降低到1.5mM,以减少非特异性产物
　　4、反应Buffer 体系的优化
　　5、反应温度和时间参数：由酶和引物决定
　　 6、其他与常规PCR相同
(二）应用范围
1、起始模板的测定；
　　2、 基因型的分析；
　　3、 融解曲线分析：可以优化PCR反应的条件，对常规PCR有指导意义，如对primer的评价;可以区分单一引物、引物二聚体、变异产物、多种产物.
（三）优点及缺点
优点:对DNA模板没有选择性;适用于任何DNA； 使用方便；不必设计复杂探针;非常灵敏； 便宜。
 缺点：容易与非特异性双链DNA结合，产生假阳性；但可以通过融解曲线的分析，优化反应条件；   对引物特异性要求较高.
方法二：TaqMan———水解型杂交探针

 *＊5′端标记有报告基团(Reporter, R)  ,如FAM、VIC等 
　　*＊3′端标记有荧光淬灭基团 （Quencher， Q)
　　＊* 探针完整，R所发射的荧光能量被Q基团吸收 ，无荧光， R与Q分开，发荧光
　　＊＊Taq酶有 5′→3′外切核酸酶活性,可水解探针
（一)工作原理

注意：每扩增一条DNA分子，释放一个荧光信号，可以在循环过程中任一点检测荧光
PCR反应的建立：
1、引物、探针的设计：
 探针Tm为68—70℃ ，〈30 bp， 5’不能有G，G可能会淬灭荧光素，
　　引物尽量靠近探针,扩增片段<400 bp，引物Tm为59-60℃
2、反应参数的确定：
一般为:94 ℃,10-20S
　　 60℃,30-60S(Taq酶5′→3′外切核酸酶活性在60℃ 最高）
　　 也可通过温度梯度优化退火温度72 ℃，45 S，
3、优化引物和探针浓度:获得最小Ct值，信号/背景比值的最大值 
　　 引物浓度:50—900nM
　　 探针浓度：50—250nM
4、其他与常规PCR相同
（二）优缺点
优点：
　　对目标序列的高特异性
      　　  ----—-阴性结果确定
　　设计相对简单
      　　 -----—与目标序列某一区域互补
　　重复性比较好
缺点:
　　只适合一个特定的目标;
　　委托公司标记，价格较高;
　　不易找到本底低的探针

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