2. 特异性 实时荧光定量PCR技术具有引物和探针的双重特异性,故与传统的PCR相比,特异性大为提高。荧光探针的使用相当于在PCR的过程中自动完成了Southern印迹杂交,进一步提高目的基因检测的特异性。
降低产物污染的风险性 传统的PCR在扩增结束后需要电泳或紫外光下观测结果除了有污染外,还对人体产生一定的伤害 ,而荧光实时定量PCR在全封闭状态下实现扩增及产物分析,有效的减少了污染及对人体的伤害。在大批量的标本检测中能有效的减少劳动量。
3. 可重复性 实时荧光定量PCR技术结果相当稳定,同一标本的Ct值相同,但是其产物的荧光量却相差很大。因为域值设置在指数扩增期,在此阶段,各反应组分浓度相对稳定,没有副作用,Ct值与荧光信号的对数呈线性关系。而当PCR反应进入平台期后,由于反应体系各组分的耗尽,酶活性的降低及产物的反馈抑制等原因导致产物不再增加。与终点法相比Ct值能更稳定,更精确地反映起始模板的拷贝数。同时,因PCR是对原始待测核酸模板的一个扩增过程,任何干扰PCR指数扩增的因素都会影响扩增产物的量,如扩增孔间温度差异、标本中DNA聚合酶抑制剂的存在、加样的差异和待测标本中核酸模板的量等。因此,在扩增产物的数量与起始模板数量之间没有一个固定的比例关系,通过检测核酸产物很难对原始模板准确定量。
4. 实时荧光定量PCR技术是将PCR从定性检测发展到定量检测的重大飞跃 ,这无疑扩大了它的应用范围 ,也提高了其应用价值。与常规 PCR比较起来 ,它具备更为突出的优点 ,近几年国内外医学临床和实验中报导了Taq Man技术的优点,它具有良好的敏感性和特异性。特异性方面 ,用以检测病原体的拭子样品,应用 Taq Man探针和常规PCR比较,特异性分别为96.5%和92.9 % ,检测外周血样品的特异性为96.7%和95.6% ,特异性之间的差异无显著性( P >0.05)。敏感性方面 ,Taq Man技术明显高于常规PCR。据陈效友等试验结果,纯化的结核分支杆菌染色体基因组 DNA经751型紫外分光光度计定量 ,从 100ng/μL开始,10倍稀释至1fg,并对结核分支杆菌菌体进行10倍稀释 ,分别进行Taq Man-PCR检测3次,结果显示 PCR的检测灵敏度达1pgDNA和20个菌体/m L,而Taq Man-PCR的检测灵敏度达10fgDNA和 1~ 5个菌体 /m L。也就是说 ,Taq Man技术的检测灵敏度要比常规 PCR高 10~ 100倍。德国的B.Schweiger等用Taq Man-PCR检测流感病毒 A、B型和 15个亚型中,100倍稀释时,灵敏度可达0.1TCID50,近似10个病毒 DNA,而常规PCR约为100~200病毒DNA。Taq Man技术的优点还在于由于全程的闭管操作,没有 PCR的后处理过程 ,因此污染率降低,克服了常规PCR污染率高造成假阳性的致命弱点。又由于其标准曲线的动力学范围广 ,为精确定量提供了较大的可信区间。 Taq Man技术采用的是外标准曲线的定量方法 ,它比内标法和半定量法要准确得多 ,而且 ,荧光探针高度重现性的特点保证了定量检测的稳定性。另外,定量过程的全自动化、高效率为其商品化提供了可行办法。
5. 实时荧光定量PCR技术使用了“内对照”系统 ,可校正 PCR效率获得定量结果。实时荧光定量PCR技术使用即时法 ,有效地解决了传统定量只能终点检测的局限 ,实现了每一轮循环均检测一次荧光信号的强度,并记录在电脑软件中,Ct值代表样品的浓度 ,通过对每个样品 Ct值的计算,常规法须在 PCR完成后测出全部的 PCR产物量 ,再确定原样品浓度。实时荧光定量PCR技术无需内标而采用外标准曲线定量 ,其原理根据 Ct值的重现性以及 Ct值与起始模板的线性关系。用实时荧光定量PCR技术检测,循环数约 20~24个 ,而常规 PCR法需使用 34循环。
6. 然而 ,Taq Man技术也有其不足之处尚未解决 ,如假阴性结果,这有可能是由于扩增体系中存在抑制物( inhibitors)而导致的结果或由于部分病原体存在序列缺损,这些问题有待进一步研究。另外,Taq Man荧光探针采用了酶外切活性,因此定量时常受酶性能的影响。
实时荧光定量 PCR技术的应用 实时荧光定量 PCR 技术是 DNA 定量技术的一次飞跃。运用该项技术,我们可以对 DNA 、 RNA 样品进行定量和定性分析。定量分析包括绝对定量分析和相对定量分析。前者可以得到某个样本中基因的拷贝数和浓度;后者可以对不同方式处理的两个样本中的基因表达水平进行比较。除此之外我们还可以对 PCR 产物或样品进行定性分析:例如 利用熔解曲线分析识别扩增产物和引物二聚体,以区分非特异扩增;利用特异性探针进行基因型分析及 SNP 检测等。 目前 实时荧光 PCR 技术已经被广泛应用于基础科学研究、临床诊断、疾病研究及药物研发等领域。其中最主要的应用集中在以下几个方面:
1. DNA 或 RNA 的绝对定量分析 。包括 病原微生物或病毒含量的检测 , 转基因动植物转基因拷贝数的检测, RNAi 基因失活率的检测等。
2. 基因表达差异分析。例如比较 经过不同处理样本之间特定基因的表达差异 ( 如药物处理、物理处理、化学处理等 ) ,特定基因在不同时相的表达差异以及 cDNA 芯片或差显结果的确证。
3. 基因分型。例如 SNP 检测,甲基化检测等。
随着实时荧光定量 PCR 技术的推广和普及,该技术必然会得到更广泛的应用。
应用实例:1. 病原体测定:
由于PCR技术的问世,使得病原体检测能够快速而方便的进行。但由于其高灵敏性,实验操作很容易受到污染而出现假阳性。只要有微量病原体存在,PCR扩增即可为阳性结果,但并不能作为诊断依据,只有当一定数量的病原体存在时才有临床意义,因此结模板定量显得特别重要。常规PCR由于不能定量而限制了其应用,然而,PE公司研制的FQ-PCR技术给解决这一问题提供了可能。目前该技术已经应用于丙肝病毒、人类乳头瘤病毒、结核杆菌和食品中大肠杆菌等许多病原体的检测研究。 Morris等[3]用FQ-PCR对黑猩猩丙型肝炎动物模型和临床丙型肝炎患者血清中丙肝病毒(HCV)进行了研究。测定显示,可测得的样品浓度相当于每毫升13个基因组。与巢式PCR比较显示,FQ-PCR有着与巢式PCR相同的敏感性。另外,还对48例临床丙型肝炎病人血清样品进行了测试,32例样品两种检测方法均为阳性,10例均为阴性;另有6例用两种方法测定的结果不一致。该6例样品又让第三个实验室用巢式PCR方法重新测定,其结果与FQ-PCR测定的结果一致率为100%。FQ-PCR技术在保持巢式PCR高度敏感性的同时又能提高效率,因此可作为一种检测HCV的有效方法。同时,由于FQ-PCR可以测出血清中病原体浓度,故可给药物治疗及疗效观察提供参考依据。
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