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阅微基因成立于2007年,是由国内外多名从事生命科学研究的技术人员创建 ,致力于基因分型和基因检测技术研究,为科研用户提供相关的技术服务。同时,生产了若干优秀的分子生物学产品 ,为科研工作者提供有力的工具。
公司实验室拥有3个实验平台:基因分型技术平台,拥有ABI 377 、310遗传分析仪和ABI 3730xl测序仪,提供完备的SSR/STR(微卫星)、AFLP和SNP的基因分型服务;荧光定量技术平台 ,拥有ABI 7500、7700和罗氏LC480荧光定量PCR仪,提供基因表达量检测 、SNP检测和microRNA服务;免疫学技术平台,提供单抗和多抗等抗体制备、纯化标记、Western Blotting等服务 。
阅微基因是一家中关村高新技术企业,在荧光定量PCR 、SNP、甲基化方面技术十分成熟。
实时荧光定量PCR——RT-QPCR
PCR仪的种类
分类总是五花八门 ,总体来说可以分为PCR扩增仪和实时荧光PCR仪两大类,有人也把它们称为半自动和全自动,或者定性和定量 ,都是比较不准确的称呼。
PCR最重要的就是个升降温过程,最初的水浴锅式PCR,就是三个水浴箱 ,一个机械臂,定时抓出反应槽转换水浴锅 。这种东东体积大,迅速慢 ,但其实结果并不比以后的PCR仪差,我现在都很欣赏。后来有人利用致冷和加热做成了,固定位置升降温的PCR扩增仪。
后来随着定量技术的发展 ,有公司将扩增仪和检测做成一体,也就成了现在所谓的全自动(或定量)PCR仪 。当然标准的叫实时荧光定量PCR仪。
品牌
什么东西都有品牌,现在国内国外PCR仪的品牌很多,就国外而言比较著名的有:
ABI美国应用生物公司:老牌的生物公司贵族 ,其收购了原来的PE,而PE公司是PCR的鼻祖,旗下有很多经典的PCR仪 ,有5700(已停产)、7700(已停产) 、7000、7900等实时荧光定量PCR仪。
ROCHE罗氏诊断:炙手可热的新贵,LIGHTCYCLER是其唯一的PCR仪,市场做得很不错 ,以科研定位为主,但在国内很多医院使用,其很特色离心、气加热、毛细管等 ,设计另类,是最有特色的PCR仪,当然好坏另议 ,就单其另辟蹊径的技术能力和胆识就值的佩服。
MJ:刚入中国的名流,MJ的扩增仪在生命科研领域比较出名,其产品比较适合高通量检测,人类基因组计划用得很多 。其实时荧光PCR仪刚进入中国不久 ,孔间能使用不同温度是其特色。这点其实比较有用。
伯乐:呵,廉价的麦当劳,ICYCLER是其主打 ,进入中国已经比较久了,产品和5700一样,是扩增仪上加装定量模块而成 ,特点是价格较低 。
国内现在做的也很多,比如杭州博日 、杭州朗基、上海枫岭、厦门安普利等。
选购
准确的讲包括实时荧光定量在内都没有自动加样和标本处理系统,只能算半自动的。PCR仪是个简单的东东 ,一个温控设备和一个检测设备而已 。
关于温控,主要是介质问题。理想的介质是导热性好 、比热大、接触紧密的东东。
这方面最好的是水浴和油浴,比热大(油比水更大)、溶剂化物体 ,与反应物无缝接触,效果当然最好 。但是自动化,小型化难,只有最初的水浴锅式使用。
硅加热 ,这是使用最普遍的一种,优点:易自动化 、速度快、直接加热降温,效果当然好 ,但是第一成本较高,第二其使用的介质是金属,导热虽然好 ,但是与反应管,很难做到无缝接触,定性时代可以加油 ,但用荧光定最,由于油有荧光信号不能用。所以在无缝接触上差一些 。第三由于是底部加热,下部压力较大 ,有溢出的可能,不过新的仪器在加热盖以后解决了这个问题。
空气加热,用空气做介质有优点,与反应体系无缝接触 ,但是空气的导热性差、比热小的弱点明显。因此空气加热的要利用离心来产生空气流动,增强导热性,同时使用毛细管 ,加大接触面积 、试剂微量化来弥补。这样做了以后效果还是不错 。但有的厂商把什么离心、毛细管的好处大讲特讲,对气加热的弱点闭口不谈,却是高明的市场手法。同时 ,使用离心,对标本量增大是有影响的并且标本量越大,空气比热小的弱点就越明显 ,所以空所加热的仪器标本量都比较小。使用毛细管后由于反应液与管的接触面积增大,吸附现象更大,因此试剂的通用性差一般要专门开发 ,成本高,虽然试剂用量少,但因为是专用试剂,每人份就是以实际量算 ,并不省试剂 。反而增加了毛细管成本。
关于功能,所有的PCR仪功能都大体相同。只有MJ孔间能使用不同温度比较独特,这对于多项目同时检测以及循环参数的调整比较有用 。但其实时荧光的仪器刚进入中国不久 ,具体如何还不得而知。
关于选购,根据单位情况而定,由于PCR的技术含量其实并不高 ,好的国产仪器如杭州博日(与日本著名厂商大和有关)也差不太多。关于进口仪器,罗氏的仪器不错,但如果标本量大 ,建议不要用罗氏 。一则会累死的。另外,每个标本要分摊的标准曲线、对照成本太高。同时,试剂也比较受限 。
目前实时荧光定量PCR已得到广泛应用 ,如:扩增特异性分析 、基因定量分析、基因分型、SNP分析等......荧光定量PCR最常用的方法是DNA结合染料SYBR Green I 的非特异性方法和Taqman水解探针的特异性方法
SYBR Green I 的非特异性方法(试剂盒:LightCycler 480 SYBR Green I Master)
SYBR Green I是一种结合于所有dsDNA 双螺旋 小沟区域的具有绿色 激发波长 的染料。在游离状态下,SYBR Green I发出微弱的荧光,但一旦与双链DNA结合后,荧光大大增强。因此 ,SYBR Green I的荧光信号强度与双链DNA的数量相关,可以根据荧光信号检测出PCR体系存在的双链DNA数量。
一、实验前准备:
实验试剂及耗材:
试剂:特异性PCR引物,新鲜提取备用的总RNA
试剂盒:Transcriptor First Strand cDNA Synthesis Kit 、LightCycler 480 SYBR Green I Master
1号管包含:
热启动Taq DNA Polymerase、反应缓冲液、dNTP mix 、SYBR Green I染料、MgCI2
仪器及耗材:
罗氏LightCycler 480全自动实时定量PCR仪以及配套使用的48或96孔板;Thermo Scientific Arktik PCR仪、F1单道移液器 、冰盒、QSP盒装吸头等
正式实验开始前 ,冰上解冻各个试剂注意:SYBR Green I Master 需要避光放置
二、反转录
实验操作时注意:所有RNA相关的操作均需要佩戴手套,防止RNase污染 。严格按照试剂盒使用说明进行相关操作。
按照体系配方在冰上的Rnasefree的灭菌PCR管中配置Templateprimer mix,总体系13ul。本实验是联合使用anchored oligo dT引物和随机六聚体引物进行的反转录 。
(1)配制NTC对照:(总13ul)
水——10ul
oligo dT引物 ——1ul
随机六聚体引物——2ul
混匀
(2)配制1 、2、3、4号管:(总13ul)
总RNA(s1 、s2、s3、s4)——1ul
oligo dT引物——1ul
随机六聚体引物——2ul
水——9ul
混匀
Note:可将总RNA的模板量适当调整至10ng—5ug ,mRNA调整至1—100ng。若RNA样品浓度较低,则可加入10ug/ml的MS2 RNA 来稳定模板RNA
(3)将配好的反应mix在PCR仪中65℃变性10min,可有效减少RNA的二级结构。加热后 ,迅速置于冰上制冷,放置5min
(4)在反应Templateprimer mix中分别加入以下试剂:
配制总mix(除了RNA模板和引物)
5X反转录酶buffer——24ul(4ulX6管)
dNTP mix ——12ul(2ulX6管)
40U/ul RNase抑制剂——3ul(0.5ulX6管)
20U/ul反转录酶——3ul(0.5ulX6管)
mix总体积——42ul(7ulX6管)
若样品数量多,先配制反应mix再分装到各个反应管 ,小心吹打混匀,切勿涡旋震荡 。混匀后于微型离心机上离心,使样品和离心管落至管底。
将离心管放置PCR仪中,根据使用的引物和目标RNA的长度进行程序设置:
25℃ 10min
55℃ 30min
85℃ 5min
最后置于冰上停止反应。
此反应产物可于2℃—8℃存放1—2h ,或在﹣15℃至﹣25℃下存放更长时间 。cDNA产物无需进行纯化即可用于后续的PCR反应。20ul的PCR反应体系可取2—5ulcDNA反应产物进行扩增。此试剂盒中的反转录酶具有RNase H 活性,可以在cDNA合成之后去除RNA模板,减少其对后续PCR的影响
SYBR Green 反应体系的配制:
使用LightCycler 480 SYBR Green I Master使用进行基础的绝对定量分析 。
实验设计:5个标准样品(包含1个空白对照)
5个反转录样品(包含1个NTC对照Negative Template Control缩写)
由于样本数较多 ,如下配置:
不含模板的总体系(594ul)—分装为10管(每管55ul)—每管加入各自的模板(6ul)—每个样分装为3个复管(每管20ul)
按照体系配方配制:
2x Master mix (绿色盖)——330ul(10ulX33)
10x Primer mix ?—— 66ul(2ulX33)
PCR级别水(无色盖)——198ul(6ulX33 )
总体积 ——594ul
用移液枪轻柔吹打混匀,然后分装为10管,每管55ul。
标准对照组:在各个管中分别加入各个样品对应的调整好浓度的cDNA ,空白对照加入6ul水代替模板,其余加入6ul已经逐级稀释好的标量模板。
反转录样品组:分别加入6ul浓度调整好的模板DNA,包含NTC。
混匀后将每个样按照20ul/孔分装至96孔板中 ,用封口膜盖好96孔板 。将多孔板置于合适的离心机中室温1500g配平离心2min,然后将准备好的96孔板放入罗氏LightCycler 480中
PCR程序设置与运行:
(1)双击打开LightCycler 480 Software release1.5.0SP4中登录,自动进入软件界面。
(2)点击New Experiment
(3)设置反应体积(对于96孔板 ,反应体积为10ul—100ul)此次设置20ul
(4)在Program中输入反应名称preincubation,预备性设置一个循环,无需进行荧光收集
(5)点击增加按钮,输入amplification ,定义扩增循环的次数为445次,选择荧光的收集功能Quantification
(6)设定PCR扩增循环的温度与时间为95℃10s
(7)点击增加按钮,设定退火温度为60℃10s
6.7两步 Analysis Mode默认None
(8)设置延伸温度和时间为72℃20s Acquisition Mode选择Single
(9)设置溶解曲线 ,在program新的一行中输入Melting curve,Acquisition Mode选择Melting Curves 95℃ 5s,新增设置温度 ,再点击增加按钮,65℃ 1min 以上两步Acquisition Mode默认选择None
(10)点击增加按钮,95℃?Acquisition Mode选择Continuous ,其他设置无需改动
(11)设置保温的过程cooling,1个循环,无需荧光 ,40℃ 1min
(12)设置完成后,点击右方保存按钮,保存设置的程序
(13)点击start run,开始运行PCR反应 ,此时可在软件上实时监测样品扩增情况。
样品编辑
(1)实验结束,点击Sample editor,进入样本编辑程序
(2)在select Workflow中选择ABs Quant进行绝对定量 ,根据样本在板中的排布方式进行样本编辑,设置阴性对照、空白对照 、标准品等,在SELECT Sample中选择样品孔
(3)在Sample Name中输入被选择样品名称
(4)最后点击make replicates设置复孔
(5)标准品设置时 ,需填写拷贝数、稀释倍数、初始浓度即可
(6)编辑好样品后,可进行数据分析,如有需要 ,也可进行组间分析
结果分析
(1)点击左下方的SUM,将显示出所有信息,包括设置的反应程序 、实验结果分析等 。
(2)点击Analysis ,可对已有的数据进行细致的分析
(3)点击Abs Quant/2nd DerivativeMax,弹出Create new analysis窗口
(4)在Subset中选择分析样品的区域即可出现分析图,相应样品的扩增曲线
(5)Standard Curve是根据标准品得出的标准曲线,左侧有扩增效率、斜率、截距 、线性关系以及错误率 (一般error值越小 ,说明实验准确率越高,扩增效率如果越接近“2 ”,说明这次的扩增反应越好)
(6)在数据表格 ,可显示样本的Cp值,以及相应的样本浓度值,按复孔进行数据统计 ,显示Cp平均值、方差,浓度的平均值以及方差
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