PCR反應(yīng)條件和特點(diǎn)
(1)標(biāo)準(zhǔn)的PCR反應(yīng)條件:
10X緩沖液:10 μL
4種dNTP混合物:各200umol/L
引物:各10~100pmol
模板DNA:0.1~2μg
Taq DNA聚合酶:2.5U
Mg2+ :1.5mmol/L
(2)PCR反應(yīng)過(guò)程:
(3)PCR反應(yīng)特點(diǎn):
靈敏度高
皮克(pg=10-12)量級(jí)擴(kuò)增到微克(ug=10-6)水平
能從100萬(wàn)個(gè)細(xì)胞中檢出一個(gè)靶細(xì)胞
病毒檢測(cè)的靈敏度可達(dá)3個(gè)RFU
細(xì)菌檢測(cè)的最小檢出率為3個(gè)細(xì)菌
簡(jiǎn)便、快速
一次性加好反應(yīng)液,,2~4 小時(shí)完成擴(kuò)增
擴(kuò)增產(chǎn)物一般用電泳分析
對(duì)標(biāo)本的純度要求低
血液、體腔液,、洗嗽液、毛發(fā)、細(xì)胞、活組織等組織的粗提DNA
PCR反應(yīng)體系
以DNA為模板的反應(yīng)
反應(yīng)體積:50~100μl
緩沖液
引物
底物:4種dNTP
模板:102~105拷貝
TaqDNA聚合酶
礦物油
以mRNA為模板的反應(yīng)(逆轉(zhuǎn)錄PCR)
逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系
體積:20 μl
緩沖液
底物:4種dNTP
引物:oligo(dT)12~18
模板:RNA
逆轉(zhuǎn)錄酶
其他試劑:RNA酶抑制劑,,
MgCl2.DTT.牛血清白蛋白
PCR反應(yīng)體系同以DNA模板的反應(yīng)體系
(一)PCR反應(yīng)成分
1、模板
單,、雙鏈DNA均可。
不能混有蛋白酶,、核酸酶,、DNA聚合酶抑制劑、DNA結(jié)合蛋白類(lèi),。
一般100ng DNA模板/100mL,。
模板濃度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)的非特異性增加。
2,、引物濃度
0.1-0.5 mmol/L
濃度過(guò)低影響產(chǎn)量,,偏高引起錯(cuò)配和非特異性產(chǎn)物增加,且可增加引物二聚體的產(chǎn)生幾率,。
3,、Taq DNA聚合酶(thermus aquaticus)
0.5-2.5 U/50 ml
酶量增加使反應(yīng)特異性下降;酶量過(guò)少影響反應(yīng)產(chǎn)量。
4,、dNTP 20~200μmol/L
dNTP濃度取決于擴(kuò)增片段的長(zhǎng)度
四種dNTP濃度應(yīng)相等
濃度過(guò)高易產(chǎn)生錯(cuò)誤堿基的摻入,,濃度過(guò)低則降低反應(yīng)產(chǎn)量,但特異性增加
dNTP可與Mg2+結(jié)合,,使游離的Mg2+濃度下降,,影響DNA聚合酶的活性。
5,、 Mg2+
Mg2+是DNA聚合酶的激活劑,。
0.5mmol/L-2.5mmol/L反應(yīng)體系。
Mg2+濃度過(guò)低會(huì)使Taq酶活性喪失,、PCR產(chǎn)量下降,; Mg2+過(guò)高影響反應(yīng)特異性。
Mg2+可與負(fù)離子結(jié)合,,所以反應(yīng)體系中dNTP,、EDTA等的濃度影響反應(yīng)中游離的Mg2+濃度。
6,、 PCR反應(yīng)的緩沖液
10~50mmol/L Tris-Cl 緩沖液,,72℃ 時(shí)pH 7.2,調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值,,使Taq DNA聚合酶的作用環(huán)境維持偏堿性。緩沖液含50 mmol/L的KCl可促進(jìn)引物退火,,大于此濃度將會(huì)抑制TaqDNA聚合酶的活性,。加入適量二甲基亞砜或甲酰胺有利于破壞模板的二級(jí)結(jié)構(gòu)。
(二)循環(huán)參數(shù)
1,、變性
94oC~95oC,,30-60 s
且最初在加Taq酶之前先于97oC充分變性5~10min
2、退火
50oC~55oC,,60-90 s
增加溫度能減少引物與模板的非特異性結(jié)合;
降低溫度可增加反應(yīng)的靈敏性,。
3、延伸
70oC~74oC,,60-120 s
延伸時(shí)間由擴(kuò)增片段長(zhǎng)度決定
4,、循環(huán)次數(shù)
主要取決于模板DNA的濃度,一般為25-35次
次數(shù)過(guò)多:非特異擴(kuò)增增加
(三)PCR產(chǎn)物的積累規(guī)律
在PCR反應(yīng)中,,DNA擴(kuò)增過(guò)程遵循酶的催化動(dòng)力學(xué)原理,。反應(yīng)初期,目的DNA片段呈指數(shù)擴(kuò)增,。隨著目的DNA產(chǎn)物逐漸積累,,擴(kuò)增DNA片段的增加減慢進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài),即出現(xiàn)“停滯效應(yīng)",,又稱(chēng)“平臺(tái)期",。到達(dá)平臺(tái)期所需PCR循環(huán)次數(shù)取決于樣品中模板的拷貝數(shù)、PCR擴(kuò)增效率,、DNA聚合酶種類(lèi)和活性,、以及非特異產(chǎn)物的競(jìng)爭(zhēng)等因素。到達(dá)平臺(tái)期前,,TaqDNA聚合酶一般要進(jìn)行25次以上PCR循環(huán),。
多數(shù)情況下,平臺(tái)期在PCR反應(yīng)中不可避免,。
PCR產(chǎn)物的積累規(guī)律示意圖