实时荧光定量PCR技术的原理及应用注意事项适合菜鸟入门.pptx
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1、实时荧光定量实时荧光定量PCR技术的原理及应用注技术的原理及应用注意事项适合菜鸟入门意事项适合菜鸟入门目录目录实时荧光定量实时荧光定量实时荧光定量实时荧光定量PCRPCRPCRPCR基本原理基本原理基本原理基本原理实时荧光定量实时荧光定量实时荧光定量实时荧光定量PCRPCRPCRPCR的实验设计的实验设计的实验设计的实验设计实时荧光定量实时荧光定量实时荧光定量实时荧光定量PCRPCRPCRPCR两种相对定量方法比较两种相对定量方法比较两种相对定量方法比较两种相对定量方法比较实时实时实时实时荧光定量荧光定量荧光定量荧光定量PCRPCRPCRPCR误差分析误差分析误差分析误差分析及操作规范及操作规
2、范及操作规范及操作规范实验中污染的防实验中污染的防实验中污染的防实验中污染的防控控控控荧光定量荧光定量荧光定量荧光定量PCRPCRPCRPCR报告模板报告模板报告模板报告模板第1页/共51页实时荧光定量实时荧光定量PCRPCR基本原理基本原理第2页/共51页常规常规常规常规PCRPCR:借助电泳对扩增反应的:借助电泳对扩增反应的:借助电泳对扩增反应的:借助电泳对扩增反应的终产物终产物终产物终产物进行半进行半进行半进行半定量定量定量定量及及及及定性定性定性定性分析。分析。分析。分析。定量定量定量定量PCRPCR技术:利用技术:利用技术:利用技术:利用荧光信号的变化实时检测荧光信号的变化实时检测荧
3、光信号的变化实时检测荧光信号的变化实时检测PCRPCRPCRPCR扩扩扩扩增反应中增反应中增反应中增反应中每一个循环扩增产物量的变化每一个循环扩增产物量的变化每一个循环扩增产物量的变化每一个循环扩增产物量的变化,最终精确的,最终精确的,最终精确的,最终精确的对对对对起始起始起始起始模板进行模板进行模板进行模板进行定量分析。定量分析。定量分析。定量分析。常规常规vs vs实时实时第3页/共51页优缺点优缺点优缺点优缺点比较比较比较比较第4页/共51页定量定量定量定量PCRPCRPCRPCR三个基本概念三个基本概念三个基本概念三个基本概念(1)扩增曲线PCRPCR过程中,以循环数为横坐标,以反应过
4、程中荧光强度为纵坐标所做的曲线。过程中,以循环数为横坐标,以反应过程中荧光强度为纵坐标所做的曲线。第5页/共51页定量定量定量定量PCRPCRPCRPCR三个基本概念三个基本概念三个基本概念三个基本概念(2)阈值的概念在荧光定量在荧光定量PCRPCR扩增的扩增的指数期指数期,画一条线,画一条线,在此直在此直线线上上,所有,所有样品的样品的荧光强度与其本底荧光强度荧光强度与其本底荧光强度的的差值全部差值全部相同相同。第6页/共51页定量定量定量定量PCRPCRPCRPCR三个基本概念三个基本概念三个基本概念三个基本概念(3)CT CT值值PCRPCR过程中,各样品扩增产物的过程中,各样品扩增产物
5、的荧光信号荧光信号达到设定的达到设定的阈值时阈值时,所经过,所经过的的扩增扩增循环数循环数。第7页/共51页C(t)C(t)C(t)C(t)与初始模板含量与初始模板含量与初始模板含量与初始模板含量初始模板量越多,初始模板量越多,C(t)C(t)值越值越小小l lC(t)C(t)与初始模板浓度的对数值成线性关系与初始模板浓度的对数值成线性关系荧光强度荧光强度-循环数曲线循环数曲线初始模板量对数初始模板量对数-C(T)循环数标准曲线循环数标准曲线10410310610510210第8页/共51页荧光定量荧光定量荧光定量荧光定量PCRPCRPCRPCR的定量的定量的定量的定量原理原理原理原理浓度的对
6、数值浓度的对数值浓度的对数值浓度的对数值与与与与循环循环循环循环数数数数呈线性关系,根据呈线性关系,根据呈线性关系,根据呈线性关系,根据样品扩增达到域值的样品扩增达到域值的样品扩增达到域值的样品扩增达到域值的循环数(循环数(循环数(循环数(CtCt值)就可值)就可值)就可值)就可分析样品中起始模板分析样品中起始模板分析样品中起始模板分析样品中起始模板量。量。量。量。第9页/共51页荧光定量荧光定量PCRPCR的化学原理的化学原理 化学化学化学化学方法分类方法分类方法分类方法分类l l非特异性非特异性非特异性非特异性SYBR Green ISYBR Green I法法法法l l特异性特异性特异性
7、特异性TaqManTaqMan探针法探针法探针法探针法第10页/共51页SYBR Green ISYBR Green ISYBR Green ISYBR Green I法法法法原理:原理:原理:原理:结合结合结合结合双链双链双链双链DNADNADNADNA分子小沟分子小沟分子小沟分子小沟l l延伸结束,形成双链延伸结束,形成双链延伸结束,形成双链延伸结束,形成双链DNADNADNADNA,SYBR SYBR SYBR SYBR GreenGreenGreenGreen结合到双螺旋小沟中,当受结合到双螺旋小沟中,当受结合到双螺旋小沟中,当受结合到双螺旋小沟中,当受到适合光源激发,发射出荧光,反到
8、适合光源激发,发射出荧光,反到适合光源激发,发射出荧光,反到适合光源激发,发射出荧光,反映产物浓度映产物浓度映产物浓度映产物浓度优点优点优点优点l l使用方便,无需复杂的设计使用方便,无需复杂的设计使用方便,无需复杂的设计使用方便,无需复杂的设计l l成本较低成本较低成本较低成本较低缺点缺点缺点缺点l l与非特异性产物结合,无模板特与非特异性产物结合,无模板特与非特异性产物结合,无模板特与非特异性产物结合,无模板特异性异性异性异性l l试验方法较难优化试验方法较难优化试验方法较难优化试验方法较难优化l l灵敏度低灵敏度低灵敏度低灵敏度低GTTTGGCCCCCCCAAAGGGACTTGATAGC
9、ATCGTAA第11页/共51页第12页/共51页SYBR Green ISYBR Green ISYBR Green ISYBR Green I法法法法溶解曲线分析溶解曲线分析第13页/共51页荧光染料的特点及荧光染料的特点及应用应用(1)(1)、能够与所有的核酸双链结合,受激后产生荧光,其荧光能够与所有的核酸双链结合,受激后产生荧光,其荧光的强度与双的强度与双链核酸的含量及长度成正比,因此本底较高;链核酸的含量及长度成正比,因此本底较高;(2)(2)、可做双链核酸的熔解曲线分析;可做双链核酸的熔解曲线分析;(3)(3)、SYBR GreenSYBR Green染料本身价格便宜,但是做荧光定
10、量染料本身价格便宜,但是做荧光定量PCRPCR时对引物时对引物设设计计的要求很高;对的要求很高;对TaqTaq酶要求较高,最好是酶要求较高,最好是HotStar TaqHotStar Taq酶,或者酶,或者操操作作时需要严格的冷启动,冰上操作,否则引物二聚体及非特异性时需要严格的冷启动,冰上操作,否则引物二聚体及非特异性扩扩增增会严重干扰结果的准确性,尤其是模板含量较低时;会严重干扰结果的准确性,尤其是模板含量较低时;(4)(4)、适合于基因含量及基因表达变化的粗略分析或初筛;适合于基因含量及基因表达变化的粗略分析或初筛;(5)(5)、在分析的基因种类很多,但是样品量很少时,尤其适用。在分析的
11、基因种类很多,但是样品量很少时,尤其适用。(6)(6)、对对PCRPCR反应的毒性,能抑制反应的毒性,能抑制PCRPCR反应,降低反应,降低PCRPCR反应的效率。反应的效率。第14页/共51页TaqManTaqMan探针法探针法 水解型水解型水解型水解型 报告基团,淬灭基团报告基团,淬灭基团报告基团,淬灭基团报告基团,淬灭基团 FRETFRETFRETFRET(荧光谐振能量传递)(荧光谐振能量传递)(荧光谐振能量传递)(荧光谐振能量传递)识别特异性产物识别特异性产物识别特异性产物识别特异性产物 优点优点优点优点 特异性高,可准确定量特异性高,可准确定量特异性高,可准确定量特异性高,可准确定量
12、 灵敏度高灵敏度高灵敏度高灵敏度高 设计不同标记的探针,可设计不同标记的探针,可设计不同标记的探针,可设计不同标记的探针,可进行多重检测进行多重检测进行多重检测进行多重检测 缺点缺点缺点缺点 一个探针只适用于一个目一个探针只适用于一个目一个探针只适用于一个目一个探针只适用于一个目标标标标 价格较高价格较高价格较高价格较高 探针设计较繁琐探针设计较繁琐探针设计较繁琐探针设计较繁琐第15页/共51页第16页/共51页TaqManTaqManTaqManTaqMan作用机理作用机理第17页/共51页两种化学的比较两种化学的比较第18页/共51页实时荧光定量实时荧光定量PCRPCR的实验设计的实验设计
13、第19页/共51页绝对定量与相对定量绝对定量与相对定量绝对定量:精确的计算初始反应的模板浓度(绝对定量:精确的计算初始反应的模板浓度(绝对定量:精确的计算初始反应的模板浓度(绝对定量:精确的计算初始反应的模板浓度(DNADNADNADNA,RNARNARNARNA)相对定量:计算初始反应模板的相对含量相对定量:计算初始反应模板的相对含量相对定量:计算初始反应模板的相对含量相对定量:计算初始反应模板的相对含量第20页/共51页定量定量PCR-PCR-绝对定量绝对定量标准品,标准曲线标准品,标准曲线标准品,标准曲线标准品,标准曲线l l已知浓度的相应已知浓度的相应已知浓度的相应已知浓度的相应DNA
14、DNADNADNA模板,按不模板,按不模板,按不模板,按不同浓度稀释同浓度稀释同浓度稀释同浓度稀释l l根据实时根据实时根据实时根据实时PCRPCRPCRPCR反应得到相应的反应得到相应的反应得到相应的反应得到相应的C(t)C(t)C(t)C(t),构建标准曲线,构建标准曲线,构建标准曲线,构建标准曲线样品样品样品样品l l与标准品同时进行与标准品同时进行与标准品同时进行与标准品同时进行PCRPCRPCRPCR反应得到反应得到反应得到反应得到未知浓度样品的未知浓度样品的未知浓度样品的未知浓度样品的C(t)C(t)C(t)C(t)值值值值第21页/共51页定量定量PCR-PCR-相对定量相对定量
15、相对定量的目的相对定量的目的相对定量的目的相对定量的目的l l比较基因在不同情况下的表达差比较基因在不同情况下的表达差比较基因在不同情况下的表达差比较基因在不同情况下的表达差异(倍数关系)异(倍数关系)异(倍数关系)异(倍数关系)相对定量的问题相对定量的问题相对定量的问题相对定量的问题l l样品材料不均一造成的差别样品材料不均一造成的差别样品材料不均一造成的差别样品材料不均一造成的差别内标基因内标基因内标基因内标基因l l内标通常是内标通常是内标通常是内标通常是b-actinb-actin、GAPDHGAPDH、18SrRNA18SrRNA等看家基因(内标基因等看家基因(内标基因等看家基因(内
16、标基因等看家基因(内标基因的表达要相对恒定,表达不受处的表达要相对恒定,表达不受处的表达要相对恒定,表达不受处的表达要相对恒定,表达不受处理因素影响)理因素影响)理因素影响)理因素影响)l l对目的基因进行均一化:去除样对目的基因进行均一化:去除样对目的基因进行均一化:去除样对目的基因进行均一化:去除样本间加样量不同带来的误差本间加样量不同带来的误差本间加样量不同带来的误差本间加样量不同带来的误差第22页/共51页实时荧光定量实时荧光定量PCRPCR两种相对两种相对定定量量方法比较方法比较相对标准曲线相对标准曲线法和法和2-c(t)法法第23页/共51页相对标准曲线法相对标准曲线法用目标基因和
17、内标基因的标准品分别获得用目标基因和内标基因的标准品分别获得用目标基因和内标基因的标准品分别获得用目标基因和内标基因的标准品分别获得标准曲线标准曲线标准曲线标准曲线处理与未处理样品同时扩增目标基因和内标基因,获得处理与未处理样品同时扩增目标基因和内标基因,获得处理与未处理样品同时扩增目标基因和内标基因,获得处理与未处理样品同时扩增目标基因和内标基因,获得C(t)C(t)C(t)C(t)值值值值用内标基因对目标基因用内标基因对目标基因用内标基因对目标基因用内标基因对目标基因均一化均一化均一化均一化处理样本与未处理样本目标基因处理样本与未处理样本目标基因处理样本与未处理样本目标基因处理样本与未处理
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