PCR概述
聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction, PCR)是一种在体外模拟DNA复制过程,扩增少量的DNA片段,从而获得足够数量的DNA样本用于进一步研究的常见的分子生物学技术。该技术由美国的Kary Mullis在1983年发明,由于高度特异性和灵敏度,PCR被广泛应用于基础研究、疾病诊断、农业检测和法医鉴定等领域,而Kary Mullis也因这一发明获得了1993年的诺贝尔化学奖。
PCR技术主要包含3个反应步骤
01 变性
模板DNA在高温下(通常为93~94℃)变性,原来的DNA双链解离成单链;
02 退火
反应体系的温度降至50-65℃时,引物与单链互补结合;
03 延伸
在耐热的DNA聚合酶作用下,以dNTP为反应原料,靶序列为模板,合成新链;
PCR技术原理示意图
PCR分类
随着PCR技术的不断发展,在PCR技术原理的基础上衍生出了多样的PCR技术,目前常用的PCR技术主要包括以下几类:
常规PCR
最原始和简单的PCR方法,在PCR反应结束之后,通过凝胶电泳等方式分析PCR扩增终产物,此方法无法监测反应过程,只能在反应结束后借助电泳得到结果;
逆转录PCR
又称RT-PCR,这是一种从mRNA逆转录获得cDNA并扩增的技术。要进行逆转录PCR,需要先提取总RNA,以mRNA为模板,在逆转录酶的作用下合成cDNA,再以此cDNA为模板进行PCR扩增。逆转录PCR技术灵敏且应用广泛,可用于检测细胞中基因表达水平,细胞中RNA病毒含量和直接克隆特定基因的cDNA序列。
RT-PCR技术原理示意图
实时荧光定量PCR
又称qPCR或者Real-Time PCR,是指在PCR扩增反应体系中加入荧光染料或荧光基团,通过收集荧光信号实时监测扩增产物量的变化,最后通过标准曲线和Ct值对待测样品进行定量分析。qPCR常用的方法包括荧光染料法和荧光探针法。
qPCR的荧光染料法和荧光探针法原理示意图
PCR常见问题
在进行PCR实验时,可能会遇见以下常见问题:
问题描述 | 可能原因 | 解决建议 |
扩展率低 | 模板完整性较差或纯度低;PCR循环数太少或延伸时间太短;变性时间过长;引物量不足; | 优化DNA模板纯度;优化循环数和延伸时间;优化变性时间和温度;优化引物浓度; |
有杂带 | 反应缓冲液未充分混匀;引物特异性差;外源DNA污染; | 确保反应体系充分混匀;优化引物特异性;优化操作条件,确保洁净; |
假阳性扩增 | 引物设计有问题;交叉污染; | 检查引物序列;更换实验耗材,清洁工作台; |
点成生物PCR试验解决方法
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MyGo系列实时定量PCR仪
MyGo系列实时定量PCR仪
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【关于点成】
点成生物与多家先进的国际仪器制造商(Grant、Nuve、Cellix、Microfluidic ChipShop、Beonchip、Drucker等)进行深度合作,专注于生命科学、温度控制、临床应用、微流控等领域;提供的产品有水浴、摇床、混匀器、离心机、移液枪、恒温振荡器、培养箱、蒸馏水机、程序降温仪、微流控芯片及分析系统等常用实验仪器;致力于生物科技领域产品和解决方案。
审核编辑黄宇
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