荧光定量PCR(Real-time PCR)是一种重要的生物技术,在PCR扩增反应中加入荧光基团,通过实时检测每个扩增循环中产物的荧光信号,从而对未知模板进行定量分析。这种方法以探针法为典型示例,在PCR扩增过程中,除了加入引物外,还会添加一个特异性的荧光探针,该探针的两端各标记一个报告荧光基团和一个淬灭荧光基团。初始阶段,探针完整结合在DNA单链上,报告基团发出的荧光信号被淬灭基团吸收,因此未能检测到荧光信号。而随着PCR扩增,Taq聚合酶会降解探针,从而使报告荧光基团与淬灭基团分离,荧光监测系统便能接收到荧光信号,实现PCR产物形成与荧光信号的同步累积。
相较于传统PCR检测需要染色处理和电泳分离,只能进行定性分析且易出现假阳性,荧光定量PCR具备了更高的灵敏性、特异性和可靠性,逐渐取代常规PCR。就在扩增反应的初期阶段,荧光信号变化微小,接近于一条基线,该基线可自动生成或手动设置。随后进入指数增长期,此阶段的扩增曲线重复性极高,期间可设定荧光阈值线,通常该阈值为荧光信号指数扩增阶段3-15个循环标准偏差的10倍。每个反应管内荧光信号达到设定阈值时所经历的循环数被称为CT值,该值与初始浓度的对数存在线性关系,并具有重现性。
CT值的主要意义是计算目的基因的表达量,涉及绝对定量和相对定量两个概念。绝对定量旨在测定目的基因在样本中的拷贝数,而相对定量则比较不同样本中基因的相对含量,而无需具体知道每个样本的拷贝数。尽管CT值可用于计算这两种定量结果,但绝对定量需借助已知拷贝数的标准品并制作标准曲线,而相对定量则可选择制作或不制作标准曲线。因此,鉴于绝对标准品制作的难度,实验室通常倾向于采用相对定量方法来评估基因表达量。
自荧光定量PCR发明以来,其在生物医学领域的影响重大,应用范围广泛如下:
1. 核酸定量分析
可用于感染性疾病的定量定性检测,如甲型H1N1流感、转基因动植物基因拷贝数的检测等。
2. 基因表达差异分析
比较不同处理样本间特定基因的表达差异,确认cDNA芯片或差别表达结果。
3. SNP检测
检测单核苷酸多态性,研究个体对疾病的易感性及对特定药物的不同反应,采用这种技术进行高通量SNP检测简单而准确。
4. 甲基化检测
与许多疾病相关,特别是癌症,该检测方法高灵敏度且便捷。
5. 产前诊断
通过实时荧光定量PCR检测胎儿DNA,进行遗传性疾病的产前监测,减少病婴出生风险。
6. 病原体检测
可用于对多种病原体的定量测定,优于传统检测方法的灵敏度和速度。
7. 药物疗效考核
如乙型和丙型肝炎病毒的定量分析,帮助了解病毒量与药物疗效的关系。
8. 肿瘤基因检测
检测癌基因的表达和突变情况,助于早期肿瘤诊断及治疗。
Z6·尊龙凯时在荧光定量PCR技术的研发和应用中,致力于推动生物医学领域的进步,以更加精准的检测、分析手段助力健康科学的发展。