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實時熒光定量PCR技術
發布時間： 2022-03-11 點擊次數： 2471次原理
實時熒光定量PCR技術，是指在PCR反應體系中加入熒光基團，利用熒光信號積累實時監測整個PCR進程，最后通過標準曲線對未知模板進行定量分析的方法。
材料與儀器
細胞樣品
RNA提取試劑盒 熒光定量PCR Mix TRIZOL dNTP 氯仿 逆轉錄酶MMLV 異丙醇 Taq酶 DEPC水 ddH2O TE MgCl2 瓊脂糖 溴化乙錠 MOPS 甲醛 乙酸鈉 EDTA EB 溴酚蘭
離心管 離心機 風光光度計 電泳槽 凝膠板 Realtime PCR儀步驟
一、 樣品RNA的抽提
1. 取凍存已裂解的細胞，室溫放置5分鐘使其*溶解。
2. 兩相分離 每1 ml的TRIZOL試劑裂解的樣品中加入0.2 ml的氯仿，蓋緊管蓋。手動劇烈振蕩管體15秒后，15到30℃孵育2到3分鐘。4℃下12 000 rpm離心15分鐘。離心后混合液體將分為下層的紅色酚氯仿相，中間層以及無色水相上層。RNA全部被分配于水相中。水相上層的體積大約是勻漿時加入的TRIZOL試劑的60%。
3. RNA沉淀 將水相上層轉移到一干凈無RNA酶的離心管中。加等體積異丙醇混合以沉淀其中的RNA，混勻后15到30℃孵育10分鐘后，于4℃下12 000 rpm 離心10分鐘。此時離心前不可見的RNA沉淀將在管底部和側壁上形成膠狀沉淀塊。
4. RNA清洗 移去上清液，每1 mlTRIZOL試劑裂解的樣品中加入至少1 ml的75%乙醇（75%乙醇用DEPCH2O配制），清洗RNA沉淀。混勻后，4℃下7 000 rpm離心5分鐘。
5. RNA干燥 小心吸去大部分乙醇溶液，使RNA沉淀在室溫空氣中干燥5-10分鐘。
6. 溶解RNA沉淀 溶解RNA時，先加入無RNA酶的水4 0ul用槍反復吹打幾次，使其*溶解，獲得的RNA溶液保存于-80℃待用。
二、 RNA質量檢測
1. 紫外吸收法測定
先用稀釋用的TE溶液將分光光度計調零。然后取少量RNA溶液用TE稀釋（1:100）后，讀取其在分光光度計260nm和280nm處的吸收值，測定RNA溶液 濃度和純度。
（1）濃度測定
A260下讀值為1表示40 ug RNA/ml。樣品RNA濃度(μg/ml)計算公式為：A260 x 稀釋倍數 x 40 ug/ml。具體計算如下：RNA溶于40 ul DEPC水中，取5 ul，1:100稀釋至495 ul的TE中，測得A260 = 0.21RNA 濃度= 0.21 x 100 x 40 ug/ml = 840 ug/ml 或 0.84 ug/ul取5 ul用來測量以后，剩余樣品RNA為35 ul，剩余RNA總量為：35 ul x 0.84 ug/ul = 29.4 ug（2）純度檢測
RNA溶液的A260/A280的比值即為RNA純度，比值范圍1.8到2.1。
2. 變性瓊脂糖凝膠電泳測定
（1）制膠
1 g瓊脂糖溶于72 ml水中，冷卻至60℃，10 ml的10 x MOPS電泳緩沖液和18 ml的37% 甲醛溶液(12.3 M)。
10x MOPS電泳緩沖液濃度 成分0.4 M MOPS，pH 7.00.1 M 乙酸鈉0.01 M EDTA
灌制凝膠板，預留加樣孔至少可以加入25 μl溶液。膠凝后取下梳子，將凝膠板放入電泳槽內，加足量的1xMOPS電泳緩沖液至覆蓋膠面幾個毫米。（2）準備RNA樣品
取3 ugRNA，加3倍體積的甲醛上樣染液，加EB于甲醛上樣染液中至終濃度為10 ug/ml。加熱至70℃孵育15分鐘使樣品變性。（3）電泳
上樣前凝膠須預電泳5 min，隨后將樣品加入上樣孔。5-6 V/cm電壓下2 h，電泳至溴酚蘭指示劑進膠至少2-3 cm。
（4）紫外透射光下觀察并拍照
28S和18S核糖體RNA的帶非常亮而濃（其大小決定于用于抽提RNA的物種類型），上面一條帶的密度大約是下面一條帶的2倍。還有可能觀察到一個更小稍微擴散的帶，它由低分子量的RNA（tRNA和5S核糖體RNA）組成。在18S和28S核糖體帶之間可以看到一片彌散的EB染色物質，可能是由mRNA和其它異型RNA組成。RNA制備過程中如果出現DNA污染，將會在28S核糖體RNA帶的上面出現，即更高分子量的彌散遷移物質或者帶，RNA的降解表現為核糖體RNA帶的彌散。用數碼照相機拍下電泳結果。
三、樣品cDNA合成
1. 反應體系
序號 反應物 劑量1 逆轉錄buffer 2 ul2 上游引物 0.2 ul3 下游引物 0.2 ul4 dNTP 0.1 ul5 逆轉錄酶MMLV 0.5 ul6 DEPC水 5 ul7 RNA模版 2 ul8 總體積 10 ul
輕彈管底將溶液混合，6 000 rpm短暫離心。
2. 混合液在加入逆轉錄酶MMLV 之前先70℃干浴3分鐘，取出后立即冰水浴至管內外溫度一致，然后加逆轉錄酶0.5 ul，37℃水浴60分鐘。
3. 取出后立即95℃干浴3分鐘，得到逆轉錄終溶液即為cDNA溶液，保存于-80℃待用。
四、 梯度稀釋的標準品及待測樣品的管家基因（β-actin）實時定量PCR
1. β-actin陽性模板的標準梯度制備 陽性模板的濃度為1011，反應前取3 μl按10倍稀釋（加水27 ul并充分混勻）為1010，依次稀釋至109、108、107、106、105、104，以備用。
2. 反應體系如下：
標準品反應體系
序號 反應物 劑量1 SYBR Green 1 染料 10 ul2 陽性模板上游引物F 0.5 ul3 陽性模板下游引物R 0.5 ul4 dNTP 0.5 ul5 Taq酶 1 ul6 陽性模板DNA 5 ul7 ddH2O 32.5 ul8 總體積 50 ul
輕彈管底將溶液混合，6 000 rpm短暫離心。
3. 管家基因反應體系：
序號 反應物 劑量1 SYBR Green 1 染料 10 ul2 內參照上游引物F 0.5 ul3 內參照下游引物R 0.5 ul4 dNTP 0.5 ul5 Taq酶 1 ul6 待測樣品cDNA 5 ul7 ddH2O 32.5 ul8 總體積 50 ul輕彈管底將溶液混合， 6000 rpm短暫離心。
3. 制備好的陽性標準品和檢測樣本同時上機，反應條件為：93℃ 2分鐘，然后93℃ 1分鐘，55℃ 2分鐘，共40個循環。
五、 制備用于繪制梯度稀釋標準曲線的DNA模板
1. 針對每一需要測量的基因，選擇一確定表達該基因的cDNA模板進行PCR反應。
2. 反應體系
序號 反應物 劑量1 10× PCR緩沖液 2.5 ul2 MgCl2 溶液 1.5 ul3 上游引物F 0.5 ul4 下游引物R 0.5 ul5 dNTP混合液 3 ul6 Taq聚合酶 1 ul7 cDNA 1 ul8 加水至總體積為 25 ul
輕彈管底將溶液混合，6000rpm短暫離心。
35個PCR循環（94℃1分鐘；55℃1分鐘；72℃1分鐘）； 72?C延伸5分鐘。
（3）PCR產物與 DNA Ladder在2％瓊脂糖凝膠電泳，溴化乙錠染色，檢測PCR產物是否為單一特異性擴增條帶。
（4）將PCR產物進行10倍梯度稀釋: 將PCR產物進行10倍梯度稀釋: 設定PCR產物濃度為1×1010，依次稀釋至109、108、107、106、105、104幾個濃度梯度。
六、 待測樣品的待測基因實時定量PCR
1. 所有cDNA樣品分別配置實時定量 PCR反應體系。2. 體系配置如下：
序號 反應物 劑量1 SYBR Green 1 染料 10 ul2 上游引物 1 ul3 下游引物 1 ul4 dNTP 1 ul5 Taq聚合酶 2 ul6 待測樣品cDNA 5 ul7 ddH2O 30 ul8 總體積 50 ul
輕彈管底將溶液混合，6 000 rpm短暫離心。
（3）將配制好的PCR反應溶液置于Realtime PCR儀上進行PCR擴增反應。反應條件為：93℃ 2分鐘預變性，然后按93℃ 1分鐘，55℃1分鐘，72℃1分鐘，共40做個循環，最后72℃7分鐘延伸。
七、 實時定量PCR使用引物列表
引物設計軟件：Primer Premier 5.0，并遵循以下原則：引物與模板的序列緊密互補；引物與引物之間避免形成穩定的二聚體或發夾結構；引物不在模板的非目的位點引發DNA 聚合反應(即錯配)。
八、電泳
各樣品的目的基因和管家基因分別進行Realtime PCR反應。PCR產物與 DNA Ladder在2％瓊脂糖凝膠電泳，GoldView染色，檢測PCR產物是否為單一特異性擴增條帶。注意事項
1.熒光閾值：在熒光擴增曲線指數增長長期設定一個熒光強度標準（即PCR擴增產物量標準）。熒光閾值可設定在指數擴增階段任意位置上，但實際應用要結合擴增效率，線性回歸系數等參數來綜合考慮。
2.Ct值：在PCR擴增過程中，擴增產物（熒光信號）到達閾值時所經過的擴增循環次數。Ct值具有很好的重復性。
常見問題
實時熒光定量PCR技術有效地解決了傳統定量只能終點檢測的局限，實現了每一輪循環均檢測一次熒光信號的強度，并記錄在電腦軟件之中，通過對每個樣品Ct值的計算，根據標準曲線獲得定量結果。因此，實時熒光定量PCR無需內標是建立在兩個基礎之上的：
1）Ct值的重現性PCR循環在到達Ct值所在的循環數時，剛剛進入真正的指數擴增期（對數期），此時微小誤差尚未放大，因此Ct值的重現性很好，即同一模板不同時間擴增或同一時間不同管內擴增，得到的Ct值是恒定的。
2）Ct值與起始模板的線性關系由于Ct值與起始模板的對數存在線性關系，可利用標準曲線對未知樣品進行定量測定，因此，實時熒光定量PCR是一種采用外標準曲線定量的方法。
外標準曲線的定量方法相比內標法是一種準確的、值得信賴的科學方法。利用外標準曲線的實時熒光定量PCR是迄今為止定量最準確，重現性最準確定量方法，已得到大眾的*，廣泛用于基因表達研究、轉基因研究，藥物療效考核、病原體檢測等諸多領域。
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