广州分子生物学数字PCR应用

聚合酶链式反应的特点：灵敏度高：PCR产物的生成量是以指数方式增加的，能将皮克(pg=10-12）量级的起始待测模板扩增到微克（μg=-6）水平。能从100万个细胞中检出一个靶细胞；在病毒的检测中，PCR的灵敏度可达3个RFU(空斑形成单位）；在细菌学中很小检出率为3个细菌。简便、快速：PCR反应用耐高温的Taq DNA聚合酶，一次性地将反应液加好后，即在DNA扩增液和水浴锅上进行变性-退火-延伸反应，一般在2～4 小时完成扩增反应。扩增产物一般用电泳分析，不一定要用同位素，无放射性污染、易推广。纯度要求低：不需要分离病毒或细菌及培养细胞，DNA 粗制品及RNA均可作为扩增模板。可直接用临床标本如血液、体腔液、洗嗽液、毛发、细胞、活组织等DNA扩增检测。像所有酶一样，DNA聚合酶也容易出错，这反过来会导致产生的PCR片段发生突变。广州分子生物学数字PCR应用

聚合酶链式反应的循环参数：预变性，模板DNA完全变性与PCR酶的完全对PCR能否成功至关重要，建议加热时间参考试剂说明书，一般未修饰的Taq酶时间为两分钟。变性步骤，循环中一般95℃，30秒足以使各种靶DNA序列完全变性，可能的情况下可缩短该步骤时间。变性时间过长损害酶活性，过短靶序列变性不彻底，易造成扩增失败。引物退火，退火温度需要从多方面去决定，一般根据引物的Tm值为参考，根据扩增的长度适当下调作为退火温度。然后在此次实验基础上做出预估。退火温度对PCR的特异性有较大影响。引物延伸，引物延伸一般在72℃进行（Taq酶很适温度）。但在扩增长度较短且退火温度较高时，本步骤可省略延伸时间随扩增片段长短而定，一般推荐在1000bp以上，含Pfu及其衍生物的衍生设定为1min/kbp。循环数，大多数PCR含25-35循环，过多易产生非特异扩增。延伸，在一个循环后，反应在72℃维持10-30分钟．使引物延伸完全，并使单链产物退火成双链。广州分子生物学数字PCR应用流聚合酶链反应将溶液置于热梯度下，而不是反复加热和冷却聚合酶链反应混合物。

聚合酶链式反应：Taq(水生栖热菌)聚合酶耐热DNA聚合酶的很好活性温度约为75-80°C(167-176°F),尽管该酶通常使用72°C(162°F)的温度。在该步骤中，DNA聚合酶通过从反应混合物中添加在5’-至-3’方向上与模板互补的游离DNA链来合成与DNA模板链互补的新DNA链，在新生(伸长)DNA链的末端，将dNTPs的5'-磷酸基与3'-羟基缩合。延伸所需的精确时间取决于所使用的DNA聚合酶和要扩增的DNA目标区域的长度。根据经验，在很好温度下，大多数DNA聚合酶每分钟聚合一千个碱基。在很好条件下(即，如果没有限制底物或试剂的限制)，在每个延伸/延伸步骤中，DNA靶序列的数量加倍。随着每一个连续的循环，原始模板链加上所有新产生的链成为下一轮延伸的模板链，导致特定DNA目标区域的指数(几何)扩增。

聚合酶链反应：热启动聚合酶链式反应:一种在PCR的初始建立阶段减少非特异性扩增的技术。它可以通过将反应组分加热到变性温度(例如95 c)在加入聚合酶。[36]已经开发了特殊的酶系统，通过结合抗体来抑制聚合酶在环境温度下的活性[37][37]或者通过共价键结合的抑制剂的存在，该抑制剂在高温活化步骤后解离。热启动/冷完成聚合酶链反应是通过新的杂合聚合酶实现的，这些酶在环境温度下不活跃，在伸长温度下立即。序列间特异性聚合酶链反应(ISSR):一种用于DNA指纹识别的聚合酶链反应方法，它放大简单重复序列之间的区域，以产生扩增片段长度的独特指纹。电子聚合酶链反应(数字聚合酶链反应、虚拟聚合酶链反应、电子聚合酶链反应、电子聚合酶链反应)是指计算工具使用给定的一组引物 ( 探针)来扩增来自测序的基因组或转录组的DNA 序列，用于计算理论聚合酶链反应结果。电子PCR被提出作为分子生物学的教育工具。PCR反应的关键环节有模板核酸的制备，引物的质量与特异性，酶的质量及溴乙锭的使用。

聚合酶链式反应：DNA的半保留复制是生物进化和传代的重要途径。双链DNA在多种酶的作用下可以变性解旋成单链，在DNA聚合酶的参与下，根据碱基互补配对原则复制成同样的两分子拷贝。在实验中发现，DNA在高温时也可以发生变性解链，当温度降低后又可以复性成为双链。因此，通过温度变化控制DNA的变性和复性，加入设计引物，DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的体外复制。但是，DNA聚合酶在高温时会失活，因此，每次循环都得加入新的DNA聚合酶，不但操作烦琐，而且价格昂贵，制约了PCR技术的应用和发展。耐热DNA聚合酶-Taq酶的发现对于PCR的应用有里程碑的意义，该酶可以耐受90℃以上的高温而不失活，不需要每个循环加酶，使PCR技术变得非常简捷、同时也降低了成本，PCR技术得以大量应用，并逐步应用于临床。聚合酶链反应可以用于分析病症、微生物或其他疾病状态中基因表达水平的变化。广州分子生物学数字PCR应用

PCR由变性-退火-延伸三个基本反应步骤构成。广州分子生物学数字PCR应用

聚合酶链反应的常见问题分析与解决方法：扩增产物出现多条带(杂带)：引物用量偏大，引物的特异性不高。应调换引物或降低引物的使用量。循环的次数过多。适当增加模板的量，减少循环次数。酶的用量偏高或酶的质量不好，应降低酶量或调换另一来源的酶。退火温度偏低，退火及延伸时间偏长。应提高退火温度，减少变性与延伸时间，也可采用二种温度的PCR扩增。以2度为梯度设计梯度PCR反应优化退火温度。 样品处理不当。Mg2+浓度偏高，因适当调整Mg2+使用浓度。若为PCR试剂盒，也可能时试剂盒本身质量有问题。复制提前终止。使用非热启动的聚合酶时常有发生。冰上准备反应体系或采用热启动聚合酶。广州分子生物学数字PCR应用