下载该网页的 PDF 版本：  实时荧光定量 PCR (qPCR) 的要素

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实时荧光定量聚合酶链式反应（PCR）指的是在PCR进行的同时，对其过程进行监测的能力（即实时）。因此，数据可在PCR扩增过程中，而非PCR结束之后，进行收集。这为基于PCR的DNA和RNA定量方法带来了革命性的变革。在实时荧光定量PCR (qPCR)中，反应以循环中首次检测到目标扩增的时间点为特征，而非在一定循环数后目标分子累计的扩增量。目标核酸的起始拷贝数越高，则会越快观察到荧光的显著增加。相反，终点法检测（也称 “读板检测”）测量的是PCR循环结束时累计的PCR产物量。

我们开发了两种通过使用序列检测系统（SDS）仪器进行PCR产物检测的试剂：

TaqMan方法

TaqMan方法通过采用荧光探针在PCR循环过程中随着特定PCR产物的累计而对其进行检测。

使用TaqMan方法的检测类型

TaqMan方法可用于以下检测类型： 定量，包括：

 SYBR Green I染料试剂

SYBR Green I染料法采用了Applied Biosystems SYBR Green I染料，一种可以在PCR循环过程中随着PCR产物的累计而对其进行检测的高度特异性双链DNA结合染料。TaqMan和SYBR Green I染料法最为重要的区别在于SYBR Green I染料试剂可以检测所有双链DNA，包括非特异性的反应产物。因此这样经过特别优化的反应体系，对于获取准确的结果而言是非常必要的。

使用SYBR Green I染料法的检测类型

SYBR Green I染料法可用于以下检测类型：

TaqMan试剂

最初，使用嵌入式染料进行实时荧光PCR (qPCR) 产物定量。但这些染料存在重大缺点，即会同时检测特异性以及非特异性PCR产物的扩增量。

TaqMan方法的开发

通过引入基于Taq DNA聚合酶5’核酸酶活性的荧光标记探针，实时定量PCR系统得到了显著提升。这些荧光探针的使用，使得实时定量的方法得到了发展，实现了仅对特定扩增产物的检测。此外，荧光标记探针的开发，也免去了用于探针降解分析的PCR反应后处理过程。

TaqMan序列检测方法的工作原理

TaqMan试剂通过采用荧光探针在PCR循环过程中随着特定PCR产物的累计而对其进行检测。工作原理：

步骤、过程

两种类型的 TaqMan 探针

我们可提供两种类型的Applied Biosystems TaqMan 探针：

推荐用于等位基因检测的 TaqMan MGB 探针

我们一般推荐使用TaqMan MGB探针进行等位基因分型分析，特别是当传统TaqMan探针超过30个核苷酸时。TaqMan MGB探针包含：

最终，TaqMan MGB 探针会在匹配和未匹配探针之间展现出更大的 Tm 值差异，从而提供更准确的等位基因分型。

TaqMan 方法的优点

TaqMan方法的缺点：

TaqMan方法的主要缺点在于需要根据不同的序列，合成不同的探针。

一般将可与双链DNA发生结合的小分子分为以下两类：

无论哪种结合方法，用于PCR实时检测的DNA结合染料都需要满足以下两个条件：

我们开发更加优化的条件，使得SYBR Green I染料的使用不会对PCR产生抑制并带来相对于溴化乙锭更为灵敏的检测。

SYBR Green I染料法的工作原理

SYBR Green I染料法通过SYBR Green I染料与PCR过程中产生的双链DNA结合，而对聚合酶链反应（PCR）的产物进行检测。工作原理：

步骤、过程

当SYBR Green I染料被加入到样品中后，它可立即与样品中的双链DNA进行结合 。

SYBR Green I染料法的优点

SYBR Green I染料法的缺点：

SYBR Green I染料法的最大缺点在于可能会产生假阳性信号；即，因为SYBR Green I染料可与任何的双链DNA发生结合，因此也会与非特异性的双链DNA序列发生结合。

其他注意事项

采用DNA结合染料的另一原因，是多重染料与单一扩增分子的结合。这可提高扩增产物检测的灵敏度。基于多重染料的结合，将迎来信号量取决于在反应中所产生的双链DNA量的局面。因此，如果扩增效率相同，相较于对较短产物的扩增，对较长产物的扩增将会产生更多的信号。这完全不同于荧光探针，使用荧光探针时，对于每个合成的扩增分子淬灭仅释放一个荧光基团，与其长短并不相关。

什么是定量检测？

定量检测是一种实时的PCR (qPCR) 检测。测量（定量）每轮PCR扩增循环中，检测目标核酸片段的量。目标分子可以为DNA、cDNA或RNA。此方法指南主要对以下三种定量检测进行讨论：

定量分析常见术语

扩增子：PCR过程而产生的DNA短片段扩增曲线：根据荧光信号相对于循环数而制作的曲线基线：PCR起始时，荧光信号还未发生变化的几个循环Ct（阈值循环）：荧光信号超过NTC（无模板对照样品）固定阈值时的循环数 。用于对扩增质量进行验证。核酸目标：（也称为“目标模板”）——需要扩增的DNA或RNA序列惰性参比染料： 一种可作为内部对照，以用于在数据分析时对报告基团染料信号进行均一化的染料。均一化是对因浓度或体积变化而随之引起波动进行的必要校正。所有的SDS PCR试剂盒都提供了参比荧光对照。Rn（均一化报告基团）：报告基团染料释放的荧光强度除以惰性参比染料释放的荧光强度Rn+: 一次反应的Rn值包含所有的组分，包括模板Rn-：未反应样品的Rn值。Rn值可通过以下方式获取：

ΔRn (delta Rn): 在特定PCR条件设置下所产生的信号量级。 ΔRn可通过以下公式计算：(Rn+) – (Rn-)标准品 具有已知浓度的A样本，用于绘制标准曲线。通过使用不同浓度的标准品，您可构建用于未知样品定量分析的标准曲线。阈值：早期PCR循环时Rn值的平均标准差，乘以相应的校正系数阈值应当设定在PCR指数扩增时的相关区域。未知：具有未知模板量的样品。即，您需要进行检测的样品。

实时PCR (qPCR) 定量检测工作原理

在PCR的起始循环中，荧光信号几乎不发生变化。从而定义为扩增曲线中的基线。而超出基线部分的荧光的增加，则为对累计目标分子的检测。固定的荧光阈值线，可设置在基线之上。荧光超过固定阈值时的循环数则为参数CT（阈值循环）。

当对定量检测的结果进行计算时，可以采用绝对或相对定量。

什么是绝对定量？

绝对定量检测是根据标准曲线对未知样品进行的定量。

示例

绝对定量可根据病毒的拷贝数，监控疾病状态。研究者须知道特定生物学样品中目标RNA分子的准确拷贝数，以对疾病的进展进行监测。绝对定量可通过从所有SDS仪器获取的数据进行，但注意标准品的绝对定量则须首先通过其他方法获取。

什么是相对定量？

相对定量用于分析特定样品相对于参照样品（比如，未处理的对照组）某个基因表达量的变化。

示例

相对定量可用于检测化合物（药物）引起的基因表达改变。经化学处理样品中的特定目标基因的表达水平可与相对未处理样品中的基因表达水平进行比较。

相对定量的计算方法

相对定量可根据从所有SDS仪器获取的数据而进行。用于相对定量的计算方法有：

确定使用哪种方法 所有方法都可产生同等的结果。当在确定使用哪种方法时，需要注意：

常用术语

绝对和相对定量中常用的术语，如下：

概述

因采用的是相对于基础样品的表达量，例如校准品，用于相对定量的标准曲线一般都比较容易绘制。对于所有的实验样品，其目标分子的量均是从标准曲线获取，然后除以校准品的目标分子量而确定的。因此，校准品便成为1 X 样品，而所有其他的量则都为以n倍校准品来表示。例如，在研究药物对表达产生的影响时，未处理的对照样品便是合理恰当的校准品。

关键指南

以下指南可为相对定量中标准曲线的正确使用，提供关键指导：

内源性对照

对于内源性对照进行扩增可用于对加入至反应的样品RNA或DNA的量进行标准化。对于基因表达定量，研究者采用过 ß-肌动蛋白、甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）、核糖体RNA（rRNA）或其他RNA作为内源性对照。

标准品

由于样品量会除以校准品的量，则标准曲线中的单位便被去除了。因此，对于标准品来说所有需要知道的只是它们的相对稀释比。对于相对定量，任何含有合适目标分子的RNA或DNA储存液都可用作标准品。

比较CT法与标准曲线法相似，只是它利用的是算术公式2−ΔΔCT来获取相同的相对定量结果。

算术公式：

为了有效地利用比较 CT 法，目标分子（基因）和对照（内源性对照）的扩增效率应当近似相同。 更多关于使用比较CT法进行相对定量的信息，请参阅用户手册#2：基因表达的相对定量（PN4303859）。

概述

用于绝对定量的标准曲线法与用于相对定量的标准曲线法类似，只是标准品的绝对量必须首先通过其他独立方法获取。

关键指南

下面的指南对于绝对定量中标准曲线的正确使用十分关键：

 无法使用DNA作为RNA绝对定量的标准品，因为对于逆转录过程的效率没有对照。

标准品

标准品的绝对量必须首先通过其他独立的方法获取。质粒 DNA 和体外转录的 RNA 通常用于制备绝对标准品。浓度可在A260 处被测量得到，并通过使用DNA或RNA的分子量转化成拷贝数。

PCR过程以及5’核酸酶处理受到Roche Molecular Systems, Inc.以及F. Hoffmann-La Roche Ltd.所拥有的专利保护。 

所有其他 商标归其各自所有者所有。