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实时定量PCR操作步骤, 方法,技巧,注意事项
一 :引物的设计
引物的设计对于这个实验至关重要,因为 real time pcr 的检测灵敏度比较高,所以相应的对引物设计的要求就很高。普通的要求规则大家都知道,还有几点必须注意:
1,引物的错配率(引物错配形成引物二聚体,但是 SYBR 照样能嵌入进去,结果导致实验结果的误差很大,重复性也不好)。
2,引物的特异性一定要高(不像常规 PCR,引物同源性不高,只要两条产物的片段长度相差足够大,在电泳的时候能够区分开就可以。real time PCR 只有在熔解曲线的时候能分开,所以这就造成整个实验结果误差很大,不可信)。
3,引物设计要跨内含子,不能在一个外显子上(我们的实验是以 cDNA 为模板来扩增的,如果有 DNA 污染的话,因为 DNA 上含有分子量很大的内含子,不可能完成扩增。这对我们消除整个实验的误差起很大的作用)。
4,引物设计的时候要尽可能设计在同一退火温度,方便于以后同时扩增很多不同的基因片段。但是如果相差比较大,就得分开做,浪费模板,浪费管家基因,所以每个实验室设计引物的时候要尽可能一致,这样就不用每次查退火温度,且对整个实验有利。
5,注意引物设计好后的产物长度。REAL TIME PCR 的最佳产物长度在 150-250kb 左右(书上说这样可以增加荧光的敏感度,减少实验误差,但是我对这个说法持怀疑态度。产物长度越大,SYBR 嵌入的越多,这样才能够保证最后的荧光值比较可信)。
6,不同的管家基因扩增效率不同。所以在做整个实验之前应该做一次检测扩增效率的实验。如果扩增效率相差太大,就不能使用 delt,deltCt 法来比较基因表达量的高低。
二: 模板的要求
归根到底,REAL TIME pcr 想要检测的是目的基因表达量的高低,所以对整个实验过程中模板的质量要求必然很高,我以自己的一些 经验 说一下操作过程中的一些关键点:
1,用 TRIZOL 提取 RNA 有范围要求。细胞数必须在一个范围之内才能提取出高质量的 RNA,所以我们在提取前必须知道细胞数(一般 6 孔板中两个孔就可以提取出 RNA)。
2,加入氯仿抽提过程中尽可能不要吸到中间层(中间层为基因组 DNA,对上机做 REAL TIME PCR 很不利,会导致起始荧光值很高,无法跑出完整的扩增曲线)。
3,提取完后用乙醇溶解要尽可能使得乙醇挥发掉,但是不要过分挥发。
注意:乙醇没有挥发干净会对后续的扩增效率有影响。在乙醇存在的情况下,DNA 更加难溶,这就是醇沉的道理。但是过分挥发,RNA 又不溶于水,会造成后续反转录量不高。
4,反转录过程的操作尽可能在冰上。
我们用的是 OLIGO DT18,为了尽可能的消除 RNA 之间的二聚体,我们将 RNA 和 OLIGO DT18 在一起 70 度变性 10 分钟后,马上冰浴 2 分钟,再加入后续的 MLV-BUFFER,DNTP,RNASE INHIBITOR,MLV。然后在 37-40 度下一个小时完成延伸过程。
注意:也有的步骤上将 RNA 先 70 度变性 10 分钟,再加入 OLIGO DT18 和 MLV-BUFFER,DNTP,RNASE INHIBITOR,MLV。但是在变性完再加 OLIGO DT18 时,加的比较晚的管子有很大的可能 RNA 又重新形成二聚体,导致前面的变性没有意义。
5,反转录完后将 cDNA -20 度保存,尽可能不要反复冻融(可以以 10UL 为一个单位来分装 cDNA)。
6,在加样的过程中需要特别注意:
(1)最好引物和水做 MIX, 且配置完后需要放置在冰上,这样可以消除不同管之间引物浓度的差异。
(2)最后加模板的时候需要一把很准确的移液器,以便确保每次加进去的样一致,注意不要沾管壁。有条件的话可以加 ROX, 来消除不同的加样体系来造成的误差。
大部分人说需要混匀,但是我认为只要确保加入到体系中就可以,不用刻意混匀。因为我们在反应前有个 95 度变性,大家可以想象一下,在 95 度时候体系内的分子运动是很剧烈的,完全可以混匀。
(3)加样完毕后最好离心一下,防止沾璧。
三: 上机操作
在做整个实验之前,应该对实验有个整体的计划,每个管中所加的物质要有计划。在程序上编好号码,选好需要进行的熔解曲线(因为机器刚开始是默认为不进行熔解曲线,切记)。
扩增时,可以选择两步法(产物长度较小,退火和延伸都在 60 度完成),也可以选择三步法(产物较大,只能分为 3 步,且应该根据产物的长度来确定延伸时间,因为 TAQ 酶的延伸速度最少也在 50BP/S,因此可以换算出所需要的延伸时间)。
扩增完毕后进行熔解曲线,这个是必须要有的,因为这样才能鉴定你产物的特异性和有无引物二聚体。如果前几次做的话最好在做完 REAL TIME PCR 后将产物在 1% 的琼脂糖凝胶上电泳,来确定自己的判断。
四: 分析数据
用的比较多的是用双 DELT 法相对定量,而绝对定量则必须要进行标准曲线的制备,需要对这个基因构建质粒,克隆分离。所以我们对基因表达量高低用双 DELT 法(前提是扩增效率要一致)。熔解曲线观察,如果同一基因的熔解曲线不一样,则造成结果不一致,重复性很差,因此要多摸条件,尽可能使熔解曲线一致。
实验步骤:
1. 设计引物,溶解成为 10 mM 的浓度。
2. 提取 RNA,反转录成 CNDA
3. 常规 PCR 以实验所得模板扩增看家基因 40 个循环,电泳看产物多少。如果少,则不能进行 REAL TIME PCR 操作。
4. 编写好程序,加样,上机
5. 分析结果
引物的设计对于这个实验至关重要,因为 real time pcr 的检测灵敏度比较高,所以相应的对引物设计的要求就很高。普通的要求规则大家都知道,还有几点必须注意:
1,引物的错配率(引物错配形成引物二聚体,但是 SYBR 照样能嵌入进去,结果导致实验结果的误差很大,重复性也不好)。
2,引物的特异性一定要高(不像常规 PCR,引物同源性不高,只要两条产物的片段长度相差足够大,在电泳的时候能够区分开就可以。real time PCR 只有在熔解曲线的时候能分开,所以这就造成整个实验结果误差很大,不可信)。
3,引物设计要跨内含子,不能在一个外显子上(我们的实验是以 cDNA 为模板来扩增的,如果有 DNA 污染的话,因为 DNA 上含有分子量很大的内含子,不可能完成扩增。这对我们消除整个实验的误差起很大的作用)。
4,引物设计的时候要尽可能设计在同一退火温度,方便于以后同时扩增很多不同的基因片段。但是如果相差比较大,就得分开做,浪费模板,浪费管家基因,所以每个实验室设计引物的时候要尽可能一致,这样就不用每次查退火温度,且对整个实验有利。
5,注意引物设计好后的产物长度。REAL TIME PCR 的最佳产物长度在 150-250kb 左右(书上说这样可以增加荧光的敏感度,减少实验误差,但是我对这个说法持怀疑态度。产物长度越大,SYBR 嵌入的越多,这样才能够保证最后的荧光值比较可信)。
6,不同的管家基因扩增效率不同。所以在做整个实验之前应该做一次检测扩增效率的实验。如果扩增效率相差太大,就不能使用 delt,deltCt 法来比较基因表达量的高低。
二: 模板的要求
归根到底,REAL TIME pcr 想要检测的是目的基因表达量的高低,所以对整个实验过程中模板的质量要求必然很高,我以自己的一些 经验 说一下操作过程中的一些关键点:
1,用 TRIZOL 提取 RNA 有范围要求。细胞数必须在一个范围之内才能提取出高质量的 RNA,所以我们在提取前必须知道细胞数(一般 6 孔板中两个孔就可以提取出 RNA)。
2,加入氯仿抽提过程中尽可能不要吸到中间层(中间层为基因组 DNA,对上机做 REAL TIME PCR 很不利,会导致起始荧光值很高,无法跑出完整的扩增曲线)。
3,提取完后用乙醇溶解要尽可能使得乙醇挥发掉,但是不要过分挥发。
注意:乙醇没有挥发干净会对后续的扩增效率有影响。在乙醇存在的情况下,DNA 更加难溶,这就是醇沉的道理。但是过分挥发,RNA 又不溶于水,会造成后续反转录量不高。
4,反转录过程的操作尽可能在冰上。
我们用的是 OLIGO DT18,为了尽可能的消除 RNA 之间的二聚体,我们将 RNA 和 OLIGO DT18 在一起 70 度变性 10 分钟后,马上冰浴 2 分钟,再加入后续的 MLV-BUFFER,DNTP,RNASE INHIBITOR,MLV。然后在 37-40 度下一个小时完成延伸过程。
注意:也有的步骤上将 RNA 先 70 度变性 10 分钟,再加入 OLIGO DT18 和 MLV-BUFFER,DNTP,RNASE INHIBITOR,MLV。但是在变性完再加 OLIGO DT18 时,加的比较晚的管子有很大的可能 RNA 又重新形成二聚体,导致前面的变性没有意义。
5,反转录完后将 cDNA -20 度保存,尽可能不要反复冻融(可以以 10UL 为一个单位来分装 cDNA)。
6,在加样的过程中需要特别注意:
(1)最好引物和水做 MIX, 且配置完后需要放置在冰上,这样可以消除不同管之间引物浓度的差异。
(2)最后加模板的时候需要一把很准确的移液器,以便确保每次加进去的样一致,注意不要沾管壁。有条件的话可以加 ROX, 来消除不同的加样体系来造成的误差。
大部分人说需要混匀,但是我认为只要确保加入到体系中就可以,不用刻意混匀。因为我们在反应前有个 95 度变性,大家可以想象一下,在 95 度时候体系内的分子运动是很剧烈的,完全可以混匀。
(3)加样完毕后最好离心一下,防止沾璧。
三: 上机操作
在做整个实验之前,应该对实验有个整体的计划,每个管中所加的物质要有计划。在程序上编好号码,选好需要进行的熔解曲线(因为机器刚开始是默认为不进行熔解曲线,切记)。
扩增时,可以选择两步法(产物长度较小,退火和延伸都在 60 度完成),也可以选择三步法(产物较大,只能分为 3 步,且应该根据产物的长度来确定延伸时间,因为 TAQ 酶的延伸速度最少也在 50BP/S,因此可以换算出所需要的延伸时间)。
扩增完毕后进行熔解曲线,这个是必须要有的,因为这样才能鉴定你产物的特异性和有无引物二聚体。如果前几次做的话最好在做完 REAL TIME PCR 后将产物在 1% 的琼脂糖凝胶上电泳,来确定自己的判断。
四: 分析数据
用的比较多的是用双 DELT 法相对定量,而绝对定量则必须要进行标准曲线的制备,需要对这个基因构建质粒,克隆分离。所以我们对基因表达量高低用双 DELT 法(前提是扩增效率要一致)。熔解曲线观察,如果同一基因的熔解曲线不一样,则造成结果不一致,重复性很差,因此要多摸条件,尽可能使熔解曲线一致。
实验步骤:
1. 设计引物,溶解成为 10 mM 的浓度。
2. 提取 RNA,反转录成 CNDA
3. 常规 PCR 以实验所得模板扩增看家基因 40 个循环,电泳看产物多少。如果少,则不能进行 REAL TIME PCR 操作。
4. 编写好程序,加样,上机
5. 分析结果