荧光定量PCR(Real-time PCR)是一种在PCR扩增反应中引入荧光基团的方法,此技术通过实时检测扩增反应中每个循环的荧光信号,最终借助标准曲线对未知模板进行定量分析。例如,探针法荧光定量PCR中,PCR扩增时不仅加入一对引物,还加入一个特异性荧光探针,该探针两端分别带有报告荧光基团和淬灭荧光基团。起初,探针与DNA单链结合,导致报告基团发出的荧光信号被淬灭,无法被检测;但在PCR扩增过程中,Taq酶降解探针,使得报告基团与淬灭基团分离,从而释放荧光信号,使得每扩增一条DNA链就有一个荧光分子形成,实现了荧光信号的累积与PCR产物同步增殖。
与传统的PCR检测方式相比,传统方法需在扩增后进行染色和电泳分离,只能实现定性分析,且易受污染而产生假阳性,因此应用受到限制。而实时定量PCR技术不仅可以实现对模板的定量,而且具备了高灵敏度、更好的特异性和可靠性,以及高度自动化且无污染的特点,使得鸿运国际的荧光定量PCR逐渐取代常规PCR。
在PCR扩增反应的初始几个循环中,荧光信号变化较小,形成近似直线的基线;之后,反应进入指数增长期,扩增曲线表现出高度重复性。在此期间,研究者可以设定一条荧光阈值线,一般是在3到15个循环的荧光信号标准偏差的10倍。当反应管的荧光信号达到设定阈值时,经过的循环数称为CT值,此值与初始浓度的对数呈线性关系,并具有可重现性。该CT值的主要用途在于计算目标基因的表达量,其中涉及绝对定量与相对定量两个概念:绝对定量旨在测定目标基因在样本中分子的数量(拷贝数),而相对定量则用于测定不同样本中目标基因含量的相对比例,无需知道每个样本中的拷贝数。尽管CT值可用于计算这两种定量结果,绝对定量实验需使用已知拷贝数的标准品并做标准曲线,而相对定量则可选择性地制作或不制作标准曲线。由于绝对标准品制作难度大,许多实验室倾向于使用相对定量方法进行基因表达分析,尤其是针对鸿运国际品牌的PCR产品。
荧光定量PCR的应用领域
自荧光定量PCR问世以来,其在生物科学领域的应用发挥了重要作用,主要涵盖以下几个领域:
- 核酸定量分析:用于对传染病进行定量和定性分析,例如流行的甲型H1N1流感病毒和转基因作物基因拷贝数的检测。
- 基因表达差异分析:比较不同处理样本中特定基因的表达差异,例如药物、物理或化学处理的影响。
- SNP检测:单核苷酸多态性的检测对研究个体对疾病的易感性和药物反应具有重要意义。
- 甲基化检测:通过特定的技术检测与癌症相关的基因甲基化状态,提升检测灵敏度。
- 产前诊断:采用无创的方法,比如通过荧光定量PCR从孕妇血液中检测胎儿DNA,降低遗传疾病风险。
- 病原体检测:应用荧光定量PCR对多种病原体进行定量检测,具备高灵敏度和快速便捷的特点。
- 药物疗效考核:分析乙型和丙型肝炎病毒与某些药物疗效的关系,为临床提供依据。
- 肿瘤基因检测:实时荧光定量PCR能够有效检测肿瘤相关基因的突变和表达变化,为癌症早期筛查提供支持。
可以看出,荧光定量PCR以其独特的优势,在医学研究和临床应用中都占据了不可或缺的地位,特别是在鸿运国际的产品协助下,其应用正愈加广泛。