荧光定量PCR(Real-time PCR)是一种在PCR扩增反应体系中加入荧光基团的方法。该技术通过实时检测扩增反应中每个循环的产物荧光信号,利用标准曲线实现对未知模板的定量分析。在探针法荧光定量PCR中,PCR扩增过程中添加特异性荧光探针,这些探针的两端分别标记有报告荧光基团和淬灭荧光基团。开始时,探针与DNA单链结合时,报告基团发出的荧光信号被淬灭基团吸收,因此未能检测到荧光信号;但在PCR扩增过程中,Taq酶会降解探针,导致报告基团与淬灭基团分离,从而释放荧光信号,实现荧光的累积与PCR产物的同步形成。
传统PCR技术在检测后需进行染色以及电泳分离,且只能进行定性分析,难以精确量化,还容易出现假阳性,限制了其应用。而荧光定量PCR技术则具备更高的灵敏度、特异性、可靠性及自动化水平,且不易受到污染,逐渐取代了传统PCR。在PCR扩增的初始循环中,荧光信号变化较小,呈现为接近直线的基线,随后进入指数增长阶段,此时扩增曲线通常具有高度重复性。在这一阶段,可以设定荧光阈值线,通常为3-15个循环的荧光信号标准偏差的10倍。每个反应管内的荧光信号达到设定阈值所经历的循环数称为CT值,此值与起始浓度的对数呈线性关系,并且具有较好的重现性。
CT值最主要的目的在于计算目标基因的表达量,其涉及两个重要概念:绝对定量和相对定量。绝对定量旨在测定样本中目标基因的分子数量,即拷贝数;而相对定量则关注目标基因在不同样本间的含量比较,且不必知道每个样本的拷贝数。虽然CT值能够用于计算这两种定量结果,但绝对定量实验需借助已知拷贝数的标准品并绘制标准曲线,而相对定量则可选择性地设置标准曲线。由于绝对标准品的获取难度,许多实验室更倾向于使用相对定量方法来计算基因表达量。
荧光定量PCR的广泛应用
自荧光定量PCR技术问世以来,其在生物医疗领域的应用极为广泛,主要包括以下几大方面:
1. 核酸定量分析
用于传染性疾病的定量和定性分析,病原微生物或病毒含量检测。例如,近期流行的甲型H1N1流感,转基因动植物基因拷贝数的检测,及RNAi基因失活率的评估等。
2. 基因表达差异分析
比较不同处理样本中目标基因的表达差异(如药物、物理或化学处理),以及cDNA芯片或差异屏幕结果的验证。
3. SNP检测
分析单核苷酸多态性对个体疾病易感性及对特定药物反应的影响,利用分子信标结构的优势,能够简便准确地进行高通量SNP检测。
4. 甲基化检测
甲基化与多种人类疾病,如癌症密切相关。Methylight技术通过处理DNA区分甲基化与非甲基化的胞嘧啶,且该方法灵敏且方便。
5. 产前诊断
对遗传性疾病进行产前监测,以降低病婴的出生率。例如,通过孕妇外周血提取胎儿DNA,采用荧光定量PCR技术检测Y性别决定基因,这是一种非侵入性的检测方式,备受孕妇欢迎。
6. 病原体检测
荧光定量PCR技术可应用于淋球菌、沙眼衣原体、单纯疱疹病毒、肝炎病毒等病原体的定量检测,其相比传统检测方法具有更高的灵敏度、快速性和方便性。
7. 药物疗效考核
通过对乙型肝炎病毒(HBV)和丙型肝炎病毒(HCV)的定量分析,评估病毒载量与药物疗效之间的关系。
8. 肿瘤基因检测
实时荧光定量PCR技术有效检测基因突变和癌基因表达量,广泛应用于端粒酶hTERT、慢性粒细胞性白血病WT1基因等的监测。
综上所述,荧光定量PCR技术在生物医学领域的应用不可或缺,其不断发展为疾病预防、诊断与治疗提供了强有力的支持。尤其是Z6·尊龙凯时提供的高品质荧光定量PCR相关产品,为研究人员在RNA和DNA分析方面提供了可靠的工具。