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1、熒光PCR快速檢測試劑盒主要內(nèi)容基礎(chǔ)理論部分實驗操作部分注意事項及其他基礎(chǔ)理論部分基礎(chǔ)知識PCR原理與過程PCR體系熒光PCRPCR基礎(chǔ)1869年,核酸的概念Miescher從細(xì)胞核中提取到一種富含磷元素的酸性化合物…(DNA、RNA)1944年,核酸是遺傳物質(zhì)從S型肺炎球菌中提取的DNA與R型肺炎球菌混合后,能使某些R型菌轉(zhuǎn)化S型菌,且轉(zhuǎn)化率與DNA純度呈正相關(guān),若將DNA預(yù)先用DNA酶降解,就不發(fā)生轉(zhuǎn)化1953年,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)岡崎片段DNA的半保留復(fù)制1971年,Khorana提出體外擴增設(shè)想1985年,Mullis發(fā)明PCR耐熱聚合酶PCR基礎(chǔ)Mullis發(fā)明PCR聚合酶鏈
2、式反應(yīng)(polymerasechainreaction,PCR)實質(zhì):體外模擬DNA的復(fù)制過程由變性--退火--延伸三個基本反應(yīng)步驟構(gòu)成變性:打開DNA螺旋雙鏈復(fù)性:引物與模板結(jié)合合成:Taq酶沿模板延伸PCR的原理①模板DNA雙鏈的打開(變性):模板DNA經(jīng)加熱至94℃左右一定時間后,雙鏈解離成為單鏈,便于與引物結(jié)合②模板DNA與引物的退火(復(fù)性):當(dāng)溫度降至55℃左右,單鏈模板DNA可與引物配對結(jié)合③引物引導(dǎo)下新鏈的合成(延伸):DNA模板--引物復(fù)合體在TaqDNA聚合酶的作用下,以dNTP為反應(yīng)原料,靶序列為模板,按堿基配對原則合成一條新鏈Cycle1Cycle2Cycle3
3、動畫:PCR原理.swfPCR課件.swfPCR原理①變性溫度一般92oC-94oC,再高會縮短Taq酶半衰期使用薄壁均勻離心管時間取決于模板的復(fù)雜程度,前期一般1~5min。GC%、空間結(jié)構(gòu)、雜蛋白等循環(huán)中變性一般15~60sec。對于模板沒有純化而擴增效果不好的,考慮延長變性時間注:熱變性對DNA有重大的損傷,因此有時候變性時間長反而產(chǎn)物量會減少。PCR原理②退火因為引物>>模板,所以引物與模板配對的復(fù)性動力學(xué)系數(shù)遠(yuǎn)比模板復(fù)原的要大溫度37oC-65oC甚至72oC(兩步法)都有,視引物與模板的同源程度而定,一般使用比Tm值少5oC~10oC。如果引物與模板不是嚴(yán)緊配對
4、,一個堿基錯配約降低Tm5oC。Tm計算經(jīng)驗公式:Tm=2(A+T)+4(G+C)時間15~60sec。PCR原理③延伸溫度一般在72oC,因為是Taq酶反應(yīng)最佳溫度時間按擴增區(qū)段(目標(biāo)產(chǎn)物大小)而定,一般15~60sec足夠。72oC時合成速度>1000bp/minTaq酶在70oC合成速度為60nt/sec在55oC合成速度為24nt/sec在37oC合成速度為1.5nt/sec在22oC合成速度為0.25nt/sec含有酶的反應(yīng)液操作最好在冰上進(jìn)行PCR反應(yīng)體系純水(補夠體積,使緩沖液為使用終濃度)10×反應(yīng)緩沖液(酶的作用環(huán)境)dNTP引物模板Taq酶探針(熒光
5、PCR)PCR反應(yīng)體系反應(yīng)緩沖液對于不同的模板引物,最佳緩沖條件有待摸索。常用50mmol/LKCl、10mmol/LTris-HCl(pH8.3)、1.5mmol/LMgCl2。Tris-HCl在反應(yīng)中pH會有變化,△pKa為-0.021/oC50mmol/L內(nèi)的KCl有利于退火,高可能會抑制酶活有些反應(yīng)使用NH4+代替K+(16mmol/L)PCR反應(yīng)體系反應(yīng)緩沖液Mg2+濃度影響引物退火和酶的活性,高M(jìn)g2+增強復(fù)性,也增加非特異性,降低模板變性溫度。Mg2+濃度>dNTP+模板+EDTA濃度據(jù)報道,自由Mg2+濃度在0.7~0.8mM之間為好。有報道使用Mn2+代替Mg
6、2+,但是會增加突變dNTP應(yīng)等濃度配置PCR反應(yīng)體系反應(yīng)緩沖液中可加一些PCR促進(jìn)劑明膠TritonX-100穩(wěn)定酶的活性BSADTT甘油DMSO降低解鏈溫度,提高反應(yīng)特異性甲酰胺TMAC(氯化四甲基銨)gp32(T4噬菌體基因32蛋白)甜菜堿PCR反應(yīng)體系dNTP組成核酸長鏈的一個個小單元dATP,dGTP,dCTP,dTTP,dUTP…引物一小段單鏈DNA在Taq酶的作用下用于引導(dǎo)鏈的合成UNG酶在PCR產(chǎn)物或引物中用dU代替dT。這種dU化的PCR產(chǎn)物與UNG一起孵育,因UNG可裂解尿嘧啶堿基和糖磷酸骨架間的N-糖基鍵,可除去dU而阻止TaqDNA聚合酶的延伸,從而
7、失去被再擴增的能力。UNG對不含dU的模板無任何影響。UNG可從單或雙鏈DNA中消除尿嘧啶,而對RNA中的尿嘧啶和單一尿嘧啶分子則無任何作用。引物設(shè)計引物設(shè)計的目標(biāo)是在擴增的特異性和擴增效率之間取得平衡①引物長度:15-30nt。引物越短,引物與靶DNA結(jié)合速率越大,確保Tm>=55oC的最短引物可獲得最好的效率和特異性,常用為18-24nt左右。如果擴增的序列具不均一性,引物長度應(yīng)長些,28-35nt。長引物多用于擴增蛋白異構(gòu)體或蛋白家族DNA;從不同物