实时荧光PCR就是动态检测在PCR过程中荧光强度的变化,获得PCR扩增的动力学曲线,借以实现对模板的定性或定量分析。简单地说,实时PCR就是PCR的在线分析技术。
实时荧光PCR通过以下方式实现:
实时荧光PCR检测试剂研发的基本原则:
适用的疾病类型:实时PCR其适合的疾病目前基本集中于传染病领域。
靶基因的选择:所谓靶基因,就是实时PCR扩增检测的靶序列对应的基因,靶基因的选择必须满足如下条件:
①具有高度特异性;
②具有相对的序列保守性;
③靶基因的拷贝数因素;
④靶基因的形态因素。
3. 探针类型选择的原则
- 实时PCR检测的探针类型:主要包括5′-水解探针、杂交探针、分子信标、以及置换探针。
实时PCR诊断试剂检测临床微生物,无论定性检测还是定量检测,均需要有内对照;在肿瘤诊断方面检测基因表达水平时,则需要设置参考基因。(1)内对照:又称内部阳性对照,指的是检测体系内有别于靶基因的阳性对照品,用于提示假阴性的发生及水平。(2)参考基因:对于人源基因的定性或定量检测,需要选择参考基因,参考基因不同于内对照之处在于,参考基因不必与靶基因在同一反应检测,也不要求其扩增效率与靶基因接近,最重要的要求是其拷贝数稳定。
5.筛查及定性与定量
实时PCR在实际应用中,根据检测目的差异,有筛查、定性检测和定量检测之分。它们之间的一个明显区别在于对照的设置上,筛查检测可能无需设置任何对照,定性检测需设置阳性对照和阴性对照,定量检测则需要设置定量标准品。(1)筛查:依其用途可分为个体筛查和群体筛查,前者强调样品周转时间和集成化,后者则强调检测通量和批量处理能力。(2)定性检测:强调检测结果的准确性,即要求临床灵敏度和特异性达到或者接近100%。
(3)定量检测:强调定量结果的准确性,由检测结果的重现性决定。
实时荧光PCR检测试剂研发的关键要点
样品制备过程依赖于样本类型,但不外乎液化、裂解和核酸回收等基本步骤。
阳性对照(内部与外部)要求最大程度地模仿真实样品中靶基因存在的环境和状态,且稳定,不易降解。用质粒作阳性对照,虽然应用广泛,但是远非理想的对照品。
绝对定量:是获得样品中靶基因的绝对数量,如病人血清中病毒载量的检测。在实时PCR中,每个模板的Ct值与该模板的起始拷贝数的对数存在线性关系。对待测样本进行定量时,根据待测样本的Ct值,即可从标准曲线方程中计算出待测样本的起始拷贝数。
相对定量的方法
相对定量:是通过检测靶基因相对于内参基因的表达变化来实现的,包括:标准曲线法、2-△△Ct法、Pfaffl法。内参基因:指在机体的各组织和细胞中,一些基因表达相对恒定,在检测其他基因的表达水平变化时常用它来做内部参照物。(1)在待测样本中的表达是稳定的;
(2)实验中的干预因素对内参基因表达没有影响;
(3)能与待测靶基因同时进行相同的PCR扩增。
实时PCR扩增体系的优化
一个理想的实时PCR扩增体系,其扩增效率应接近100%。但由于荧光探针的存在,导至扩增受阻。与普通PCR相比,实时PCR效率会有所降低。因此,建立实时PCR体系,均需优化反应条件以提高扩增效率。如: