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微滴式数字PCR技术实验基本流程及注意点

2025-11-9 10:17| 编辑: 沙糖桔| 查看: 212| 评论: 0|来源: 小桔灯网|作者:贠楚

摘要: 有效保障ddPCR实验的成功

微滴式数字PCR技术

 (ddPCR)

凭借其绝对定量、高灵敏度和耐受抑制剂等优势,在生命科学领域应用日益广泛。要获得可靠的结果,遵循标准化的实验流程并关注关键细节至关重要。本文将从样本准备到数据分析前,概述ddPCR实验的基本流程与核心注意点。


样本制备与质量控制


样本核酸的质量是ddPCR实验成功的基石。

核酸提取:

应使用优化的方案从原材料中提取DNA或RNA,并尽可能在纯化阶段去除PCR抑制剂。若已知抑制剂无法有效去除,可考虑将样本进行1:10稀释以降低其影响。

样本完整性:

确保样本未发生降解(如避免加热至60°C以上)。需注意,通过A260分光光度法测定的浓度仅为估算值,因其无法区分完整与片段化的核酸。

限制性酶切:

目的:对于完整的基因组DNA,尤其是在浓度高于3 ng/µl时,进行限制性酶切(片段化)是获得最佳性能的关键,对于拷贝数变异和绝对定量实验尤为重要。

酶的选择:

酶切位点必须在扩增子区域之外。优先选择对甲基化不敏感的酶,以避免因DNA甲基化导至酶切不完全。应使酶切后的片段大小尽可能小,但需完全包含扩增子区域(最好小于几百碱基对)。

例外情况:

cDNA通常无需酶切。高度片段化的DNA(如FFPE样本)可能不需要此步骤,但仍需根据具体检测靶标评估。


反应体系构建与DNA添加量


DNA添加量:推荐动态范围为3000至100,000拷贝/20 µl反应。

建议向反应体系中加入的酶切DNA不超过1 µg(最终浓度不高于50 ng/µl)。

对于靶标拷贝数未知的样本,建议通过十倍稀释系列进行预实验,以确定最佳的起始模板量,确保数据点落在最优的数字范围内。考虑成本,可用QPCR进行对拷贝数进行预定量,再选择合适的稀释度进行ddPCR。

也可通过已知基因组大小计算每ng DNA的拷贝数,公式为:

基因组质量 (g) = 基因组大小 (bp) × (1.096 × 10⁻²¹ g/bp)


微滴生成


此步骤将反应体系分割成约20,000个纳升级的微滴。

准备工作:

在单独的管中将反应各组分混合均匀,总体积建议为22-25 µl,以确保能准确转移20 µl至DG8芯片的中排样品孔中。

图1:来源于 bio-rad Droplet digital PCR Applications Guide


加样:

向DG8芯片的底部油孔中加入70 µl的微滴生成油。

将20 µl PCR反应液加入中排样品孔,注意轻柔缓慢,不要产生气泡,有气泡需要挑破。

芯片上任何未使用的孔,都必须用1x ddPCR缓冲液填充。

生成微滴:

盖上垫片,将芯片放入微滴生成仪中。约2.5分钟后即可为8个样本同时生成微滴。

图2:来源于 bio-rad Droplet digital PCR Applications Guide


转移微滴:

生成后,用移液器缓慢轻柔地将微滴从芯片上排的孔中转移至96孔PCR板中。速度过快容易破坏微滴。推荐用可以调移液速度的电枪移液。电动移液枪和手动移液枪在微滴生成数目方面会有差别。建议实验板布局按列设计,以匹配8孔芯片的格式。


微滴PCR扩增


热封:使用Bio-Rad的PXT热封机和可穿刺箔膜对PCR板进行热封。注意,使用含胶水的替代封膜可能会损坏后续的微滴读取仪。

PCR程序:

使用推荐的热循环程序,对于PCR仪的选择,优先选择加热模块深孔的PCR仪(每孔的管体积为100ul),这是由于ddPCR 96孔板的孔是深孔,加热模块的孔太浅会导至体系受热不均匀,有效微滴数会因此减少,牵连后续结果。

确保使用2.5°C/秒的升/降温速率,以保证每个微滴都能准确达到各步骤的温度。

对于优化好的检测,40个循环已足够,请勿超过50个循环。


微滴读取与样本储存


样本储存:PCR完成后,反应板可在热循环仪中10°C过夜,或于4°C短期储存(不建议超过3-4天),之后应尽快使用QX100或QX200微滴读取仪进行检测。



总结








ddPCR技术流程清晰,但每一步都需谨慎操作。从样本制备的优化与酶切,到精准的模板量控制,再到规范的微滴生成与PCR扩增,每一个环节的精细把控都是获得高精度、可重复性数据的关键。遵循上述基本流程与注意点,将能有效保障ddPCR实验的成功。


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