目前主流的實時熒光定量PCR (Quantitative Real-time PCR)方法分為染料法和探針法,染料法以SYBR Green法為代表,SYBR Green染料游離時熒光微弱,但一旦與雙鏈DNA結合后,熒光大大增強,反應管中的熒光強度與反應管中雙鏈DNA的數量成正比例關系,因此可以通過檢測熒光計算反應管中產生的雙鏈DNA(PCR產物)的量,但該方法沒有特異性,非特異性擴增的產物也會被計入。對于探針法來說,反應管中的熒光強度也是檢測PCR產物量的依據。但其發光機制卻與染料法全不同。
根據所使用的技術不同,實時熒光定量PCR可以分為:熒光探針和熒光染料兩種方法。現將其原理簡述如下:
1. TaqMan熒光探針
TaqMan探針法是高度特異的定量PCR技術,其核心是利用Taq酶的3'→5'外切核酸酶活性,切斷探針,產生熒光信號。PCR擴增時在加入一對引物的同時加入一個特異性的熒光探針,該探針為一寡核苷酸,兩端分別標記一個報告熒光基團和一個淬滅熒光基團。探針完整時,報告基團發射的熒光信號被淬滅基團吸收;PCR擴增時,Taq酶的3'→5'外切酶活性將探針酶切降解,使報告熒光基團和淬滅熒光基團分離,從而熒光監測系統可接收到熒光信號,即每擴增一條DNA鏈,就有一個熒光分子形成,實現了熒光信號的累積與PCR產物形成wan全同步。而新型TaqMan-MGB探針使該技術既可進行基因定量分析,又可分析基因突變(SNP),有望成為基因診斷和個體化用藥分析的shou選技術平臺。
2. SYBR熒光染料
在PCR反應體系中,加入過量SYBR熒光染料,SYBR熒光染料非特異性地摻入DNA雙鏈后,發射熒光信號,而不摻入鏈中的SYBR染料分子不會發射任何熒光信號,從而保證熒光信號的增加與PCR產物的增加wan全同步。SYBR僅與雙鏈DNA進行結合,因此可以通過溶解曲線,確定PCR反應是否特異。SYBR熒光染料法定量PCR的基本過程是:
① 開始反應,當SYBR染料與DNA雙鏈結合時發出熒光;
② DNA變性時,SYBR染料釋放出來,熒光急劇減少;
③ 在聚合延伸過程中,引物退火并形成PCR引物;
④ 聚合完成后,SYBR染料與雙鏈產物結合,定量PCR系統檢測到熒光的凈增量加大。
實時熒光定量PCR技術根據化學原理可以分為探針類和非探針類。探針類實時熒光定量 PCR 技術主要是利用與靶序列特異雜 交的探針來指示擴增產物的增加;非探針類實時熒光定量 PCR 技 術主要通過熒光染料來指示產物的增加。無論是探針類實時熒光 定量 PCR 技術還是非探針類實時熒光定量 PCR 技術,檢測的都是 擴增產物的增加量。但探針類實時熒光定量 PCR 技術增加了識別 探針的具體的流程,操作的難度較大。
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