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实时荧光定量 PCR 技术「新应用」

2018.1.05
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杭州厚泽生物科技有限公司

聚合酶链式反应,英文简称 PCR,是一种特殊的扩增放大特定 DNA 片段的分子实验技术。PCR 反应结束后,可以通过琼脂糖凝胶电泳或者现在非常流行的毛细管电泳系统来进行定性分析,但是电泳只可以对 PCR 产物进行分析,没有办法知道 PCR 体系中模板 DNA 的起始拷贝数。目前分子生物学中所研究的对象都是在组织或细胞中未进行扩增反应的基因表达量和拷贝数,即起始模板量。在这种实验要求之下,实时荧光定量 PCR 就体现了它的价值。

实时荧光定量 PCR 是在 PCR 指数扩增期通过检测荧光信号强度变化来实时定量 PCR 产物,据此计算样本中的起始模板量或拷贝数。目前实时荧光定量 PCR 常用两种方法,即 SYBR 染料法和 Taqman 探针法。SYBR 染料法是在 PCR 体系中添加过量的 SYBR Green 荧光染料,在 PCR 扩增过程中,SYBR 荧光染料会渗入 DNA 双链中,随着扩增产物的增加,荧光信号越来越强,而不掺入 DNA 双链中的 SYBR 染料,则不会发出荧光。通过监测荧光信号的强度,可以对 PCR 产物定量,进而计算初始模板量。而 Taqman 探针法,是在 PCR 体系中加入一对引物同时加入一个特异性荧光探针,这个探针两端分别带有一个荧光基团和一个淬灭基团。当探针完整时,荧光基团发出的荧光会被淬灭基团吸收。在 PCR 扩增过程中,Taq 酶的 5』-3』外切酶活性会将探针降解,荧光基团和淬灭基团分离,每形成一个 DNA 分子,就会出现一个荧光分子,进而完成荧光信号的积累,通过监测荧光信号的强度,可以对 PCR 产物定量,进而计算初始模板量。在实时荧光定量 PCR 中涉及两个很重要的概念,分别是荧光阈值和 Ct 值。其中荧光阈值是在荧光扩增曲线上人为设定的一个值,他可以设置在扩增曲线的任意位置。而 Ct 值就是指每个反应体系中荧光信号达到阈值时所经历的循环数。

实时荧光定量 PCR 对荧光信号的检测非常灵敏,实验人员微小的手工加样误差会被级联放大,荧光信号值差异较大,导致实验重复性不好,严重影响实验的准确性和严谨性。基于此,实时荧光定量 PCR 非常需要标准化和均一化的实验流程来避免人为操作带来的误差,少量样本必须得到准确一致的处理,所以专门应用于实时荧光定量 PCR 体系构建的自动移液工作站就诞生了。
EzMate 401/601,是台湾 Arise Biotech 研发的一款高精度自动移液设备,专门为 PCR/qPCR 样本准备而设计。操作简单,1/8 通道任意更换,4-6 个标准微量滴定管/吸头架区和 2 个试剂区,适配器多样,适合不同实验室器具。成本低,体积小,便于检修。准确精密,最低可完成 1μL 准确移液,同人工移液相比,重复性更好,精密度更高,是替代手工移液操作的最佳之选。



图 1. 完美的梯度稀释结果(7μLcDNA 样本稀释至 21μL ddH2O 中,按照 1:4 的比例连续稀释 4 次。)所用仪器和试剂盒:Roche® LightCycler® 480 实时荧光定量 PCR 仪,Finnzyme DyNAmo® Flash SYBR® Green qPCR kit (F-415L)


EzMate 401Manual Pipetting
CT stddev 0.135CT stddev 0.145

图 2. 相对于人工操作,更高的精确度(人 GAPDH(顶端曲线):2μLcDNA 模板加入 18μL master-mix 反应混合物中行程 20μL 反应体系,重复四次。)所用仪器和试剂盒:LightCycler® 480 real-time PCR thermal cycler ,Invitrogen™ Platinum® TaqDNA Ploymerase


EzMate 401/601 完成的 qPCR 体系构建与手工移液相比,稳定性和重复性更好,作为替代 PCR/qPCR 体系构建过程中样品手动准备过程的简易工具,可保证准确性、精密度和一致性,与复杂、多用途的自动化移液系统不同,EzMate 401/601 程序设计直观易学,为实验室节省时间和成本,选择 EzMate 401/601,就是选择「聪明工作」。

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