BK多瘤病毒qPCR檢測試劑盒PCR反應(yīng)程序
1.常規(guī)程序
將PCR反應(yīng)所需的成分配置完后,在PCR儀上于94-96℃預(yù)加熱幾十秒至幾分鐘,使模板DNA充分變性,然后進(jìn)入擴(kuò)增循環(huán)。在每一個循環(huán)中,先于94℃保持30秒鐘使模板變性,然后將溫度降到復(fù)性溫度(一般50-60℃之間),一般保持30秒鐘,使引物與模板充分退火;在72℃保持1分鐘(擴(kuò)增1kb片段),使引物在模板上延伸,合成DNA,完成一個循環(huán)。重復(fù)這樣的循環(huán)25~35次,使擴(kuò)增的DNA片段大量累積。*后,在72℃保持3-7min,使產(chǎn)物延伸完整,4℃保存。
2.復(fù)性(退火)和延伸溫度
復(fù)性的溫度是PCR擴(kuò)增是否順利的關(guān)鍵因素,通常在50-60℃之間。具體的溫度主要由引物的Tm值決定。延伸溫度絕大多數(shù)設(shè)定為72℃。如果復(fù)性的溫度很高,可以將延伸溫度和復(fù)性溫度設(shè)置成同一溫度,變成二步法PCR。
3.反應(yīng)時間
變性步驟一般使用30秒鐘,如果模板的G+C含量較高,或直接用細(xì)胞做模板,變性時間可適當(dāng)延長。復(fù)性時間有30秒種一般是足夠的。延伸時間由擴(kuò)增產(chǎn)物的大小決定,一般采用1kb用1分鐘來保證充足的時間。
4.循環(huán)次數(shù)
循環(huán)次數(shù)主要與模板的起始數(shù)量有關(guān),在模板拷貝數(shù)為104~105數(shù)量級時,循環(huán)數(shù)通常為25~35次。
平臺效應(yīng)(plateaueffect):PCR擴(kuò)增過程后期會出現(xiàn)的產(chǎn)物的積累按減弱的指數(shù)速率增長的現(xiàn)象。原因:底物和引物的濃度已經(jīng)降低,dNTP和DNA聚合酶的穩(wěn)定性或活性降低,產(chǎn)生的焦磷酸會出現(xiàn)末端產(chǎn)物抑制作用,非特異性產(chǎn)物或引物的二聚體出現(xiàn)非特異性競爭作用,擴(kuò)增產(chǎn)物自身復(fù)性,高濃度擴(kuò)增產(chǎn)物變性不徹底。
5.PCR反應(yīng)液的配制
PCR反應(yīng)體系的配置方式有時也會影響反應(yīng)的正常進(jìn)行。常規(guī)方法與其它酶學(xué)反應(yīng)一樣,在*后加入DNA聚合酶。早期的PCR儀沒有帶加熱的蓋子,要求在反應(yīng)液上覆蓋一層礦物油,防止水分蒸發(fā)。
對于使用具3’-5’外切活性的高溫DNA聚合酶時,有時會擴(kuò)增不出產(chǎn)物。在遇到這個問題時,如果將反應(yīng)成分分開配制,A管含模板、引物和dNTP,以及調(diào)整體積的H2O,B管含緩沖液、DNA聚合酶和水,然后再將兩管溶液混合起來,可較好地克服這個問題。
按照常規(guī)的方法配制反應(yīng)體系,有時會出現(xiàn)非特異性擴(kuò)增的問題。熱啟動(hotstart)PCR操作方式可較好解決這一問題。將dNTP、緩沖液,Mg2+和primer先配制好,然后加入一粒蠟珠(如AmpliWaxPCRQam100),加熱熔化,再冷卻,使蠟將溶液封住,*后加入模板和DNA聚合酶等剩余成分。只有當(dāng)PCR反應(yīng)進(jìn)入高溫階段后,蠟層熔化,所有反應(yīng)成分才會混合在一起。
標(biāo)準(zhǔn)的BK多瘤病毒qPCR檢測試劑盒反應(yīng)體系:
10×擴(kuò)增緩沖液 10ul
4種dNTP混合物
各200umol/L
引物
各10~100pmol
模板DNA 0.1~2ug
Taq DNA聚合酶 2.5u
Mg2+ 1.5mmol/L
加雙或三蒸水至 100ul
PCR反應(yīng)五要素
參加PCR反應(yīng)的物質(zhì)主要有五種即引物、酶、dNTP、模板和Mg2+引物:
引物是PCR特異性反應(yīng)的關(guān)鍵,PCR 產(chǎn)物的特異性取決于引物與模板DNA互補(bǔ)的程度。理論上,只要知道任何一段模板DNA序列,
就能按其設(shè)計(jì)互補(bǔ)的寡核苷酸鏈做引物,利用PCR就可將模板DNA在體外大量擴(kuò)增。
設(shè)計(jì)引物應(yīng)遵循以下原則:
①引物長度: 15-30bp,常用為20bp左右。
②引物擴(kuò)增跨度:
以200-500bp為宜,特定條件下可擴(kuò)增長至10kb的片段。
③引物堿基:G+C含量以40-60%為宜,G+C太少擴(kuò)增效果不佳,G+C過多易出現(xiàn)非特異條帶。ATGC*好隨機(jī)分布,避免5個以上的嘌呤或嘧啶
核苷酸的成串排列。
④避免引物內(nèi)部出現(xiàn)二級結(jié)構(gòu),避免兩條引物間互補(bǔ),特別是3'端的互補(bǔ),否則會形成引物二聚體,產(chǎn)生非特異的擴(kuò)增條帶。
⑤引物3'端的堿基,特別是*末及倒數(shù)**個堿基,應(yīng)嚴(yán)格要求配對,以避免因末端堿基不配對而導(dǎo)致PCR失敗。
⑥引物中有或能加上合適的酶切位點(diǎn),
被擴(kuò)增的靶序列*好有適宜的酶切位點(diǎn),
這對酶切分析或分子克隆很有好處。
⑦引物的特異性:引物應(yīng)與核酸序列數(shù)據(jù)庫的其它序列無明顯同源性。引物量:
每條引物的濃度0.1~1umol或10~100pmol,以*低引物 量產(chǎn)生所需要的結(jié)果為好,引物濃度偏高會引起錯配和非特異性擴(kuò)增,且可增加引物之間形成二聚體的機(jī)會。
酶及其濃度 目前有兩種Taq DNA聚合酶供應(yīng),
一種是從棲熱水生桿菌中提純的天然酶,另一種為大腸菌合成的基因工程酶。催化一典型的PCR反應(yīng)約需酶量2。5U(指總反應(yīng)體積為100ul時),BK多瘤病毒qPCR檢測試劑盒濃度過高可引起非特異性擴(kuò)增,濃度過低則合成產(chǎn)物量減少。
dNTP的質(zhì)量與濃度 dNTP的質(zhì)量與濃度和PCR擴(kuò)增效率有密切關(guān)系,dNTP粉呈顆粒狀,如保存不當(dāng)易變性失去生物學(xué)活性。dNTP溶液呈酸性,使用時應(yīng)配成高濃度后,以1M NaOH或1M Tris。HCL的緩沖液將其PH調(diào)節(jié)到7.0~7.5,小量分裝, -20℃冰凍保存。多次凍融會使dNTP降解。在PCR反應(yīng)中,dNTP應(yīng)為50~200umol/L,尤其是注意4種dNTP的濃度要相等( 等摩爾配制),如其中任何一種濃度不同于其它幾種時(偏高或偏低),就會引起錯配。濃度過低又會降低PCR產(chǎn)物的產(chǎn)量。dNTP能與Mg2+結(jié)合,使游離的Mg2+濃度降低。
模板(靶基因)核酸 模板核酸的量與純化程度,是PCR成敗與否的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,傳統(tǒng)的DNA純化方法通常采用SDS和蛋白酶K來消化處理標(biāo)本。SDS的主要功能是:
溶解細(xì)胞膜上的脂類與蛋白質(zhì),因而溶解膜蛋白而破壞細(xì)胞膜,并解離細(xì)胞中的核蛋白,SDS 還能與蛋白質(zhì)結(jié)合而沉淀;
蛋白酶K能水解消化蛋白質(zhì),特別是與DNA結(jié)合的組蛋白,再用有機(jī)溶劑酚與氯仿抽提掉蛋白質(zhì)和其它細(xì)胞組份,用乙醇或異丙醇沉淀核酸。提取的核酸即可作為模板用于PCR反應(yīng)。一般臨床檢測標(biāo)本,可采用快速簡便的方法溶解細(xì)胞,裂解病原體,消化除去染色體的蛋白質(zhì)使靶基因游離,直接用于PCR擴(kuò)增。RNA模板提取一般采用異硫氰酸胍或蛋白酶K法,要防止RNase降解RNA。
Mg2+濃度 Mg2+對PCR擴(kuò)增的特異性和產(chǎn)量有顯著的影響,在一般的PCR反應(yīng)中,各種dNTP濃度為200umol/L時,Mg2+濃度為1.5~2.0mmol/L為宜。Mg2+濃度過高,反應(yīng)特異性降低,出現(xiàn)非特異擴(kuò)增,濃度過低會降低Taq DNA聚合酶的活性,使反應(yīng)產(chǎn)物減少。
BK多瘤病毒qPCR檢測試劑盒反應(yīng)條件的選擇
PCR反應(yīng)條件為溫度、時間和循環(huán)次數(shù)。
溫度與時間的設(shè)置:
基于PCR原理三步驟而設(shè)置變性-退火-延伸三個溫度點(diǎn)。在標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)中采用三溫度點(diǎn)法,雙鏈DNA在90~95℃變性,再迅速冷卻至40 ~60℃,引物退火并結(jié)合到靶序列上,然后快速升溫至70~75℃,在Taq DNA 聚合酶的作用下,使引物鏈沿模板延伸。對于較短靶基因(長度為100~300bp時)可采用二溫度點(diǎn)法,
除變性溫度外、退火與延伸溫度可合二為一,一般采用94℃變性,65℃左右退火與延伸(此溫度Taq DNA酶仍有較高的催化活性)。
①變性溫度與時間:變性溫度低,解鏈不完全是導(dǎo)致PCR失敗的*主要原因。一般情況下,93℃~94℃lmin足以使模板DNA變性,若低于93℃則需延長時間,但溫度不能過高,因?yàn)楦邷丨h(huán)境對酶的活性有影響。此步若不能使靶基因模板或PCR產(chǎn)物完全變性,就會導(dǎo)致PCR失敗。
②退火(復(fù)性)溫度與時間:退火溫度是影響PCR特異性的較重要因素。變性后溫度快速冷卻至40℃~60℃,可使引物和模板發(fā)生結(jié)合。由于模板DNA 比引物復(fù)雜得多,引物和模板之間的碰撞結(jié)合機(jī)會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模板互補(bǔ)鏈之間的碰撞。退火溫度與時間,取決于引物的長度、堿基組成及其濃度,還有靶基序列的長度。對于20個核苷酸,G+C含量約50%的引物,55℃為選擇*適退火溫度的起點(diǎn)較為理想。引物的復(fù)性溫度可通過以下公式幫助選擇合適的溫度:
Tm值(解鏈溫度)=4(G+C)+2(A+T)
復(fù)性溫度=Tm值-(5~10℃)
在Tm值允許范圍內(nèi),
選擇較高的復(fù)性溫度可大大減少引物和模板間的非特異性結(jié)合,
提高PCR反應(yīng)的特異性。復(fù)性時間一般為30~60sec,足以使引物與模板之間完全結(jié)合。
③延伸溫度與時間:Taq DNA聚合酶的生物學(xué)活性:
70~80℃ 150核苷酸/S/酶分子
70℃ 60核苷酸/S/酶分子
55℃ 24核苷酸/S/酶分子
高于90℃時, DNA合成幾乎不能進(jìn)行。
BK多瘤病毒qPCR檢測試劑盒反應(yīng)的延伸溫度一般選擇在70~75℃之間,常用溫度為72℃,過高的延伸溫度不利于引物和模板的結(jié)合。PCR延伸反應(yīng)的時間,可根據(jù)待擴(kuò)增片段的長度而定,一般1Kb以內(nèi)的DNA片段,延伸時間1min是足夠
的。3~4kb的靶序列需3~4min;擴(kuò)增10Kb需延伸至15min。延伸進(jìn)間過長會導(dǎo)致非特異性擴(kuò)增帶的出現(xiàn)。對低濃度模板的擴(kuò)增,延伸時間要稍長些。
循環(huán)次數(shù) 循環(huán)次數(shù)決定PCR擴(kuò)增程度。PCR循環(huán)次數(shù)主要取決于模板DNA的濃度。一般的循環(huán)次數(shù)選在30~40次之間,循環(huán)次數(shù)越多,非特異性產(chǎn)物的量亦隨之增多。
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