熒光定量PCR是一種分子生物學(xué)技術(shù),用于測量特定DNA或RNA序列在樣本中的數(shù)量。自20世紀90年代中期問世以來,qPCR已成為生命科學(xué)研究中重要的工具,尤其在基因表達分析、基因突變檢測、病原體定量等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
一、原理
熒光定量PCR基于PCR(聚合酶鏈式反應(yīng))技術(shù),通過在PCR反應(yīng)過程中加入熒光染料或特異性探針,實時監(jiān)測產(chǎn)物量的變化。隨著PCR反應(yīng)的進行,目標DNA或RNA序列呈指數(shù)級擴增,熒光信號也隨之增強。通過對熒光信號的捕捉和分析,可以精確計算出目標序列的起始拷貝數(shù)。
二、技術(shù)特點
1、高靈敏度:能夠檢測到極低濃度的目標序列,甚至單個拷貝。
2、高特異性:通過引物設(shè)計和探針選擇,可以精確識別目標序列,避免非特異性擴增。
3、實時性:在PCR過程中實時監(jiān)測熒光信號,無需后續(xù)處理即可獲得結(jié)果。
4、定量準確性:可以對目標序列進行絕對定量或相對定量,結(jié)果準確可靠。
5、高通量:可以同時檢測多個目標序列,提高實驗效率。
三、實驗流程
1、樣本處理:根據(jù)實驗需求對樣本進行預(yù)處理,如DNA/RNA提取、逆轉(zhuǎn)錄等。
2、引物與探針設(shè)計:根據(jù)目標序列設(shè)計特異性引物和探針。
3、PCR反應(yīng)體系配制:將引物、探針、熒光染料等試劑加入PCR反應(yīng)體系中。
4、實時熒光PCR擴增:在熒光定量PCR儀上進行實時熒光PCR擴增,記錄熒光信號變化。
5、數(shù)據(jù)分析:利用軟件對熒光信號進行分析,計算目標序列的起始拷貝數(shù)。
四、熒光定量PCR的應(yīng)用
1、基因表達分析:通過比較不同樣本中特定基因的表達水平,研究基因在不同條件下的表達模式。
2、病原體檢測與定量:在病毒、細菌等病原體檢測中,通過qPCR可以準確測量病原體載量,評估感染程度和治療效果。
3、基因突變篩查:用于檢測基因突變、基因融合等遺傳變異,為疾病的早期診斷和個性化治療提供依據(jù)。
4、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品檢測:在農(nóng)業(yè)、食品等領(lǐng)域,用于檢測轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的含量和純度。
5、藥物研發(fā):在藥物研發(fā)過程中,通過qPCR評估藥物對目標基因表達的影響,為藥物療效和安全性研究提供數(shù)據(jù)支持。