杭州微量数字PCR原理及步骤

聚合酶链式反应又称多聚酶链式反应，是一项利用DNA双链复制的原理，在生物体外复制特定DN段的核酸合成技术。透过这项技术，可在短时间内大量扩增目的基因，而不必依赖大肠杆菌或酵母菌等生物体。聚合酶链反应是是一种简单，廉价和可靠的方法复制DN段，这个概念适用于现物学和相关科学的许多领域。 PCR可能是分子生物学中使用很较广的技术。这种技术被用于生物医学研究，犯罪取证和分子考古学。通常，PCR由一系列20-40次重复的温度变化组成，称为热循环，每个循环通常由两个或三个离散的温度步骤组成。聚合酶链式反应是80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术。杭州微量数字PCR原理及步骤

聚合酶链式反应的步骤：标准的PCR过程分为三步：DNA变性：（90℃-96℃）：双链DNA模板在热作用下，氢键断裂，形成单链DNA；退火：（60℃-65℃）：系统温度降低，引物与DNA模板结合，形成局部双链。延伸：（70℃-75℃）：在Taq酶（在72℃左右，活性很好）的作用下，以dNTP为原料，从引物的3′端开始以从5′→3′端的方向延伸，合成与模板互补的DNA链。每一循环经过变性、退火和延伸，DNA含量即增加一倍。现在有些PCR因为扩增区很短，即使Taq酶活性不是很好也能在很短的时间内复制完成，因此可以改为两步法，即退火和延伸同时在60℃-65℃间进行。杭州微量数字PCR原理及步骤PCR的另一个限制是，即使是很少量的污染DNA也可以被扩增，导致误导或模糊的结果。

聚合酶链式反应准备：PCR引物设计：PCR反应中有两条引物，即5′端引物和3′引物。设计引物时以一条DNA单链为基准（常以信息链为基准），5′端引物与位于待扩增片段5′端上的一小段DNA序列相同；3′端引物与位于待扩增片段3′端的一小段DNA序列互补。引物设计的基本原则：引物长度：15-30bp，常用为20bp左右。引物碱基：G+C含量以40-60%为宜，G+C太少扩增效果不佳，G+C 过多易出现非特异条带。ATGC很好随机分布，避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列参照。

聚合酶链式反应的常见问题：出现非特异性扩增带：PCR扩增后出现的条带与预计的大小不一致，或大或小，或者同时出现特异性扩增带 与非特异性扩增带。非特异性条带的出现，其原因：一是引物与靶序列不完全互补、或引物聚合形成二聚体。二是Mg2+离子浓度过高、退火温度过低，及PCR循环次数过多有关。其次是酶的质和量，往往一些来源的酶易出现非特异条带而另一来源的酶则不出现，酶量过多有时也会出现非特异性扩增。其对策有：必要时重新设计引 物。减低酶量或调换另一来源的酶。降低引物量，适当增加模板量，减少循环次数。适当提高退火温度或采用二温度点法（93℃变性，65℃左右退火与延伸）。聚合酶链式反应中要确保反应缓冲液融化完全并彻底混匀。

聚合酶链式反应的试验污染：PCR扩增产物污染：这是PCR反应中很主要很常见的污染问题。因为PCR产物拷贝量大（一般为1013拷贝/ml），远远高于PCR检测数个拷贝的极限，所以极微量的PCR产物污染，就可形成假阳性。还有一种容易忽视，很可能造成PCR产物污染的形式是气溶胶污染。在空气与液体面摩擦时就可形成气溶胶，在操作时比较剧烈地摇动反应管，开盖时、吸样时及污染进样的反复吸样都可形成气溶胶而污染。据计算一个气溶胶颗粒可含48000拷贝，因而由其造成的污染是一个值得特别重视的问题。嵌套聚合酶链反应：通过减少DNA非特异性扩增的背景，提高DNA扩增的特异性。杭州微量数字PCR原理及步骤

重叠延伸聚合酶链反应用于连接含有基因、调节序列或突变的DN段。杭州微量数字PCR原理及步骤

聚合酶链反应的常见问题分析与解决方法：无扩增条带：酶失活或在反应体系中未加入酶。Taq DNA聚合酶因保存或运输不当而失活，往往通过更换新酶或用另一来源的酶以获得满意的结果。模板含有杂质。特别是对甲醛固定及石蜡包埋的组织常含甲酸，造成DNA脱嘌呤而影响PCR的结果。变性温度是否准确：PCR仪指示温度与实际温度是否相符，过高酶在前几个循环就迅速失活；过低则模板变性不彻底。反应系统中污染了蛋白酶及核酸酶，应在未加Taq酶以前，将反应体系95℃加热5-10 min。引物变质失效。人工合成的引物是否正确。是否纯化，或因储存条件不当而失活。引物错误。利用BLAST检查引物特异性或重新设计引物。 DNA凝胶电泳时加入阳性对照，确保不是DNA凝胶和PCR程序的问题。杭州微量数字PCR原理及步骤