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引物中淬灭基因的工作原理

2023.4.07
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超级艾蛋木啊

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荧光探针与荧光引物

要提到荧光探针或者荧光引物,有一个基础概念需要首先明确,那就是荧光共振能量转移(fluorescenceresonance energy transfer, FRET):一对合适的荧光物质可以构成一个能量供体(donor) 和能量受体 (acceptor) 对, 其中供体的发射光谱与受体的吸收光谱重叠,当它们在空间上相互接近到一定距离(1—10 nm)时,激发供体而产生的荧光能量正好被附近的受体吸收,使得供体发射的荧光强度衰减,受体荧光分子的荧光强度增强。能量传递的效率和供体的发射光谱与受体的吸收光谱的重叠程度、供体与受体的跃迁偶极的相对取向、供体与受体之间的距离等有关。

一:水解探针法
TaqMan技术原理:除了一对特异性引物,TaqMan探针法增加一条和模版互补的基因特异性探针(通常20—30bp),探针上5'端和3'端分别标记了一个报告荧光基团(供体)和一个淬灭荧光基团(受体),在反应初始(探针完整)时系统激发供体而产生的荧光信号被临近的淬灭基团吸收,所以此时检测不到供体荧光信号;而当PCR过程中TaqDNA聚合酶扩增到探针结合模版的位点时,其5'-3'核酸外切酶的活性(也就是切口平移)切割掉探针5'端的报告基团——游离的报告基团远离淬灭基团,打破能量的传递,激发报告基团产生的荧光信号就可以被荧光检测系统检测到。这样每扩增一条DNA链,就对应有一个游离的荧光分子(报告基团)形成,保证了荧光信号的累积与PCR产物形成完全同步,因此对荧光信号进行检测就可以实时监控PCR的过程,准确定量PCR的起始拷贝数。但是实际上探针较长使得两端基团距离较远,会导致荧光淬灭不彻底,而且淬灭基团也会产生不同波长的荧光,都会使得本底偏高.

MGB技术
原理:针对Taqman探针荧光淬灭不彻底的问题,2000年美国ABI公司推出了一种新TaqMan探针——MGB探针(minorgroove binderoligodeoxynucleotide conjugate,MGB-ODN),3'端采用了非荧光性的淬灭基因——淬灭基团吸收报告基团的能量后并不发光,大大降低了本底信号的干扰。此外,MGB探针的3'端还连接了一个二氢环化吲哚卟啉-三肽( dehydrocyclopyrroindole tripetide, DPI3),可以大大稳定探针与模板的杂交, 升高探针Tm 值, 使较短的探针同样能达到较高的Tm值——而短探针的荧光报告基团和淬灭基团的距离更近, 淬灭效果更好,荧光背景更低,使得信噪比更高:一个15bp的MGB探针的信噪比大于6,优于理想状态下的25bp的普通Taqman探针(信噪比约为1.5)。允许采用更短的探针也简化了探

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