PCR儀的分類及各自的介紹
PCR儀也叫基因擴(kuò)增儀,,它是利用PCR技術(shù)對(duì)特定基因做試管內(nèi)的大量合成,也就是利用DNA聚合酶進(jìn)行專一性的連鎖復(fù)制,?;驍U(kuò)增儀一般分為四種:普通基礎(chǔ)PCR儀,梯度PCR儀,,實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀,,原位PCR儀。
(1)普通基礎(chǔ)PCR儀
一次PCR擴(kuò)增只能運(yùn)行一個(gè)特定退火溫度的PCR儀,,叫做普通基礎(chǔ)PCR儀,。普通基礎(chǔ)PCR儀由主機(jī),加熱模塊,,PCR管,,熱蓋,,控制軟件組成,。
基礎(chǔ)PCR儀主要適用于分子生物學(xué),、醫(yī)學(xué)臨床診斷、食品工業(yè),、司法科學(xué),、生物技術(shù)、環(huán)境科學(xué),、微生物學(xué),、遺傳學(xué)、基因芯片,、基因檢測(cè),、基因克隆、基因表達(dá)等領(lǐng)域以聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Picymerase Chain Reaction , PCR)為特征的,、以檢測(cè)DNA/RNA為目的的各種及基因分析,。
(2)梯度PCR儀
在一次性PCR擴(kuò)增中可以設(shè)置一系列不同的退火溫度條件(溫度梯度),通常12種溫度梯度,,這樣的儀器就叫梯度PCR儀,。因?yàn)楸粩U(kuò)增的不同DNA片段,其適退火溫度不同,,通過設(shè)置一系列的梯度退火溫度進(jìn)行擴(kuò)增,,從而一次性PCR擴(kuò)增,就可以篩選出擴(kuò)增量高的適退火溫度,,進(jìn)行有效的擴(kuò)增,。主要用于研究未知DNA退火溫度的擴(kuò)增,這樣節(jié)約成本的同時(shí)也節(jié)約了時(shí)間,。
梯度PCR儀,,在不設(shè)置梯度的情況下也可以做普通PCR擴(kuò)增。和普通基礎(chǔ)PCR儀一樣,,梯度PCR儀可用于醫(yī)學(xué),,食品,司法,,科研,,教學(xué)等領(lǐng)域。
(3)實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀
在PCR反應(yīng)體系中加入熒光基因,,利用熒光信號(hào)累積實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)PCR進(jìn)程,,后通過標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)未知模板進(jìn)行定量分析的方法,叫做實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù),,也稱real-time Q-PCR,。
其PCR擴(kuò)增原理和普通PCR儀擴(kuò)增原理相同,,只是PCR擴(kuò)增時(shí)加入的引物是利用同位素、熒光素等進(jìn)行標(biāo)記,,使用引物和熒光探針同時(shí)與模板特異性結(jié)合擴(kuò)增,。擴(kuò)增的結(jié)果通過熒光信號(hào)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集信號(hào)連接輸送到計(jì)算機(jī)分析處理系統(tǒng)得出量化的實(shí)時(shí)結(jié)果輸出。
熒光定量PCR儀是在普通PCR儀的基礎(chǔ)上增加一個(gè)熒光信號(hào)采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)分析處理系統(tǒng),,與普通PCR儀,,梯度PCR儀相比,無需做電泳分析,,實(shí)驗(yàn)一步檢測(cè)完成,。熒光檢測(cè)系統(tǒng)主要包括激發(fā)光源和檢測(cè)器。激發(fā)光源有鹵鎢燈光源,、氬離子激光器,、發(fā)光二極管LED光源,前者可配多色濾光鏡實(shí)現(xiàn)不同激發(fā)波長(zhǎng),,而單色發(fā)光二極管LED價(jià)格低,、能耗少、壽命長(zhǎng),,不過因?yàn)槭菃紊?,需要不同的LED才能更好地實(shí)現(xiàn)不同激發(fā)波長(zhǎng)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有超低溫CCD成像系統(tǒng)和PMT光電倍增管,,前者可以一次對(duì)多點(diǎn)成像,,后者靈敏度高但一次只能掃描一個(gè)樣品,需要通過逐個(gè)掃描實(shí)現(xiàn)多樣品檢測(cè),,對(duì)于大量樣品來說需要較長(zhǎng)的時(shí)間,。
熒光定量PCR儀有單通道,雙通道,,和多通道,。當(dāng)只用一種熒光探針標(biāo)記的時(shí)候,選用單通道,,有多熒光標(biāo)記的時(shí)候用多通道,。單通道也可以檢測(cè)多熒光的標(biāo)記的目的基因表達(dá)產(chǎn)物,因?yàn)橐淮沃荒軝z測(cè)一種目的基因的擴(kuò)增量,,需多次擴(kuò)增才能檢測(cè)完不同的目的基因片段的量,。
(4)原位PCR儀
原位PCR儀是在組織細(xì)胞里進(jìn)行PCR反應(yīng)的一種基因擴(kuò)增儀。它結(jié)合了具有細(xì)胞定位能力的原位雜交和高度特異敏感的PCR技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),,可以對(duì)細(xì)胞或組織內(nèi)的DNA片段進(jìn)行原位擴(kuò)增分析—即定位分析,。原位PCR儀由主機(jī),加熱模塊,,玻片,,熱蓋,,控制軟件組成。
普通的PCR雖然能擴(kuò)增包括福爾馬林固定,、石蠟包埋組織的各種標(biāo)本的DNA,,但擴(kuò)增的DNA或RNA產(chǎn)物不能在組織細(xì)胞中定位,因而不能直接與特定的組織細(xì)胞特征相,,這是該技術(shù)一個(gè)局限性,。原位雜交雖具有良好的定位能力,,但由于其敏感性問題,,尤其是在石蠟切片中,尚不能檢測(cè)出低含量的DNA或RNA序列,。而原位PCR可使擴(kuò)增的特定DNA片段在分離細(xì)胞和組織切片中定位,,從而彌補(bǔ)了PCR和原位雜交的不足。
原位PCR反應(yīng)是在載玻片的平面上進(jìn)行,,保持水平可以使反應(yīng)各組分均勻地分布在組織切片上,,所以須在原位PCR儀上進(jìn)行,該儀器不但可以使載玻片保持水平,,而且還可以給載玻片進(jìn)行均勻地加熱,,保證擴(kuò)增反應(yīng)的順利進(jìn)行。
原位PCR儀是細(xì)胞學(xué)科研與臨床診斷領(lǐng)域里的一項(xiàng)有較大潛力的新技術(shù),,目前應(yīng)用還不太廣泛,。原位PCR既能分辨鑒定帶有靶序列的細(xì)胞,又能標(biāo)出靶序列在細(xì)胞內(nèi)的位置,,于分子和細(xì)胞水平上研究疾病的發(fā)病機(jī)理和臨床過程及病理的轉(zhuǎn)變有重大的實(shí)用價(jià)值,。