PCR反应原理高速冷冻离心机
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pcr仪的原理PCR仪的原理PCR(聚合酶链式反应)是一种重要的分子生物学技术,广泛应用于基因组学、医学诊断、疾病研究等领域。
PCR仪是进行PCR实验的关键设备,它通过控制温度循环来实现DNA模板的扩增。
本文将介绍PCR仪的原理及其工作过程。
PCR仪的工作原理基于酶的活性受温度的影响,利用特定温度下的DNA聚合酶来扩增目标DNA序列。
PCR仪主要由恒温器、热电偶、加热和冷却装置以及控制系统等组成。
PCR的工作过程包括三个基本步骤:变性、退火和延伸。
首先,将PCR反应体系中的DNA样本加热至95°C,使DNA双链解旋成两条单链。
这个步骤叫做变性。
然后,将温度降低至50-60°C,使引物与目标DNA序列互相结合。
这个步骤叫做退火。
最后,将温度升高至72°C,加入DNA聚合酶,使其在模板DNA的基础上合成新的DNA链。
这个步骤叫做延伸。
这三个步骤的循环重复多次,每次循环都会使DNA序列扩增一倍。
通过多次循环,可以在很短的时间内扩增出大量的目标DNA序列。
PCR仪通过精确控制温度循环来实现PCR反应。
首先,将反应体系加热至95°C,这个温度可以使DNA双链解旋。
然后,将温度降低至50-60°C,使引物与目标DNA序列结合。
最后,将温度升高至72°C,使DNA聚合酶进行DNA链合成。
这三个温度的快速切换和稳定控制是PCR仪的关键。
PCR仪的温度控制主要通过恒温器和热电偶来实现。
恒温器可以精确控制反应体系的温度,使其在不同的温度下进行变性、退火和延伸。
热电偶则用于实时监测反应体系的温度,并将温度信号传输给控制系统。
控制系统根据热电偶的反馈信号来调整恒温器的温度,以实现温度的精确控制。
除了温度控制,PCR仪还需要具备高效的加热和冷却装置。
加热装置可以迅速将反应体系加热至目标温度,而冷却装置则可以快速将反应体系冷却至下一个温度。
这两个装置的高效工作可以使PCR反应的温度循环快速进行,提高PCR的效率和准确性。
冷冻离心机工作原理
冷冻离心机是一种常见的冷冻设备,其主要作用是将气体或液体分离成不同的成分,应用于工业、生产和医疗等领域。
其工作原理可分为以下几个步骤:
第一步,液体混合物进入离心机内部。
通常情况下,液体混合物由多个沉淀物或液体组成,使用冷冻离心机可以将它们分离出来。
离心机内部的滤纸或滤网可以保证混合物流经时不任意流失。
第二步,开始旋转。
离心机内部装有一个马达,当启动时,其内部部件开始旋转,这样能够产生离心力,压缩混合物中的成分。
此时,杂质和低密度物质将会浮到上面,而高密度的物质将会沉到底部。
第三步,调节温度。
由于离心机是一种冷冻设备,需要通过调节温度降低混合物的温度,以便更好地分离不同成分。
通常情况下,离心机的冷却系统都是采用氢气制冷或者液氮制冷,能够起到有效的冷却作用。
第四步,获得分离后的物质。
当离心机旋转结束后,离心机内部的离心力减小,此时不同的混合物成分将会分离开。
我们可以将离心机内部的离心管拔起来,这样就能够将离心管中的不同成分分离出来,用于进一步的使用。
综上所述,冷冻离心机是一种非常实用的物理设备,其工作原理简单清晰。
通过利用离心力,将混合物分离不同成分,这样可以大大提高生产效率和质量。
我们在使用冷冻离心机时需要注意安全性和正确使用方法,才能更好地进行后续工作。
高速冷冻离心机原理
高速冷冻离心机是一种利用离心力和冷却系统实现样品冷冻的设备。
它的原理基于离心力的产生和冷却系统的运作。
首先,高速冷冻离心机通过电机驱动离心转子高速旋转。
离心转子通常是圆盘状或圆锥状的,上面有凹槽用于放置样品管或容器。
当离心机开始运转时,离心力在离心转子中产生。
离心力是一种惯性力,它使得样品向离心转子轴线外部移动。
在高速转动下,离心力可以达到数千甚至数万倍的重力加速度。
离心力的大小取决于离心机的转速和离心转子的半径。
离心力的产生导致样品中的固体和液体成分分离。
较重的固体成分被迫沉积在离心转子的底部,而较轻的液体成分保持在上部。
这种分离过程被称为离心沉降。
离心机的速度和运行时间可根据需要来控制,以便将样品中的成分分离得更彻底。
一旦分离完成,高速冷冻离心机开始进行冷却过程。
冷却系统通常由冷却剂、冷却管和控制设备组成。
冷却剂以低温状态流过冷却管,使得离心转子和样品能够快速冷却。
冷却的温度和时间可以根据需要进行调整。
通过离心力和冷却系统的作用,高速冷冻离心机能够有效地将样品冷冻。
这种技术在生物医学研究、细胞培养和分子生物学等领域广泛应用。
实验一分子生物学实验室常用仪器及使用事实证明,在科学飞速发展的今天,无论从事哪个领域的研究,要想突破,除了有良好的理论基础外,更重要的是依赖于先进的技术和优良的仪器设备以及良好的研究环境。
一个标准的分子生物学实验室除了具有一般生物学实验室的常规仪器设备外,还具有一些特殊用途的仪器,这些仪器一般较精密,价格昂贵。
下面介绍这些仪器的使用方法和注意事项。
一、冷冻离心机低温分离技术是分子生物学研究中必不可少的手段。
基因片段的分离、酶蛋白的沉淀和回收以及其它生物样品的分离制备实验中都离不开低温离心技术,因此低温冷冻离心机成为分子生物学研究中必备的重要仪器。
在国内,有多个厂家生产冷冻离心机,本实验室的高速冷冻离心机为GL-20G-Ⅱ型(上海安亭),落地式。
配有角式转头:6×50ml、12×10ml和12×1.5ml。
极限转速20000rpm。
1. 安装与调试离心机应放置在水平坚固的地面上,应至少距离10cm以上且具有良好的通风环境中,周围空气应呈中性,且无导电性灰尘、易燃气体和腐蚀性气体,环境温度应在0~30℃之间,相对湿度小于80%。
试转前应先打开盖门,用手盘动转轴,轻巧灵活,无异常现象方可上所用的转头。
转子准确到位后打开电源开关,然后用手按住门开关,再按运转键,转动后立即停止,并观察转轴的转向,若逆时针旋转即为正确,机器可投入使用。
2. 操作程序(1)插上电源,待机指示灯亮;打开电源开关,调速与定时系统的数码管显示的闪烁数字为机器工作转速的出厂设定,温控系统的数码管显示此时离心腔的温度。
(2)设定机器的工作参数,如工作温度,运转时间,工作转速等。
(3)将预先平衡好的样品放置于转头样品架上,关闭机盖。
(4)按控制面板的运转键,离心机开始运转。
在预先设定的加速时间内,其运速升至预先设定的值。
(5)在预先设定的运转时间内(不包括减速时间),离心机开始减速,其转速在预先设定的减速时间内降至零。
高速冷冻离心机紧要的工作原理有哪些冷冻离心机如何操作物质在介质中沉淀时还伴有扩散现象,扩散是无条件且确定的,物质的颗粒越小扩散的范围就越大;而沉降的是要受到外力的作用面试有条件的,物体的质量越大沉降的速度就越快,由于有些颗粒太小很难看到其沉降的过程所以就有了高速冷冻离心机。
高速冷冻离心机就是利用高速冷冻离心机转子高速旋转产生的强大的离心力,加快液体中颗粒的沉降速度,把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分别开。
高速冷冻离心机紧要是从液体混合物中提炼出需要的成分,依据每种物质的密度不同,经过高速旋转,密度大的液体沉在底层,密度小的液体浮在上面,这样就将液体分层,提炼出我所需要的纯洁物。
它应用于医药化工等很多领域。
冷冻离心机带制冷的,一般都在4度离心,机器可以达到的最低温度应当在—20至—9度左右。
这样的大容量离心机,转数一般不会太高,一般在4000—5000rpm。
为了保证它的转速和效率,更应当好好保养和维护。
1、冷冻离心机为了保护制冷压缩机,仪器断与通电间隔时间必需大于3分钟,否则损伤压缩机。
2、仪器较长时间不使用或者维护和修理时应将主电源插头取下。
否则仪器会带电,特别是维护和修理时易发生安全事故。
3、离心机转子使用时确定要确认设置的转子号正确无误。
若转子号设置错误。
会造成转子超速使用或达不到所需的离心效果。
特别是超速使用可能发生转子炸裂的恶性事故,万万不可疏忽大意。
4、转子不用时应从离心腔内取出,适时用中性洗涤液清洁擦干,防止化学腐蚀,存放在干燥通风处。
不允许用非中性清洁剂擦洗转子,不允许用电热风吹(烘)干转子。
转子中心孔内应涂少许润滑脂保护。
5、为保证冷冻效果,当环境温度高于30℃时,应对转子和离心腔预冷,转子还应降低转速15%运转。
6、聚丙烯(PP)离心管(瓶)不能与浓硝酸(95%)、王水、甲苯、苯、汽油、煤油、*等接触使用。
聚碳酸酯(PC)离心管(瓶)不能与氢氟酸、盐酸(30%、50%)、硫酸(10%)、硝酸硝酸(95%)、王水、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化氨、氟化铝、硫化铵、醋酸铵、碳酸铵、硝酸钠、铬酸(50%)、甲苯、苯、汽油、乙醛、丙酮、乙醇、异丁醇、*、甲酚等接触使用。
pcr的原理是什么
PCR(Polymerase Chain Reaction)是一种体外复制DNA的方法,它能够扩增目标DNA的指定片段。
PCR的基本原理是通
过不断重复三步循环反应来实现DNA的扩增。
首先,PCR反应混合物中加入目标DNA、DNA引物(两端都与目标DNA碱基序列互补的两条短链的核酸片段)和DNA
聚合酶。
PCR反应开始时,将混合物加热至95°C,使DNA
变性,即使双链DNA分离成两条单链DNA。
接下来,将温度降低至50-60°C,使引物和目标DNA碱基序
列互补结合,形成DNA-RNA杂交物。
在低温条件下,DNA
聚合酶以引物为模板,合成一条新的DNA链,该链与目标DNA的一个单链部分互补。
最后,将温度升高至72°C,这是DNA聚合酶最适合工作的温度。
在此温度下,DNA聚合酶会将DNA-RNA杂交物的RNA
链移除,并以该RNA链为引物,合成另一条与目标DNA互
补的新DNA链。
这样,一个PCR循环就完成了。
每次循环,目标DNA的量几乎翻倍,因此,经过多次循环,
起始的一段DNA序列可以得到大量扩增。
通常,PCR反应循
环的次数在20-40次之间。
PCR技术在分子生物学研究和生物工程领域得到了广泛应用,例如DNA测序、基因检测、疾病诊断等。
它的快速、高效、
灵敏和特异性使得PCR成为现代生物学研究和临床实验室中不可或缺的方法之一。
pcr的原理是什么PCR的全称是聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction),是一种用于快速复制DNA片段的技术。
PCR技术的原理是通过不断循环的三步反应,将目标DNA片段进行指数级的增长,从而获得大量的特定DNA序列。
PCR技术的应用范围非常广泛,包括基因检测、疾病诊断、法医学鉴定、生物学研究等领域。
首先,PCR的原理基于DNA的复制过程。
在自然界中,DNA的复制是由一种叫做DNA聚合酶的酶催化的。
PCR技术模拟了这一自然过程,但是在实验室条件下进行,并且通过精确控制温度和添加特定的引物来实现目标DNA片段的扩增。
PCR的核心步骤包括变性、退火和延伸。
首先是变性步骤,将反应液中的DNA变性,使其解开双链,形成两条单链。
这一步通常在94-98摄氏度的高温下进行。
接下来是退火步骤,将反应温度降低至50-65摄氏度,引物结合到目标DNA的两端,形成引物-模板DNA复合物。
最后是延伸步骤,通过DNA聚合酶在60-75摄氏度的温度下,在引物的引导下合成新的DNA链。
这三个步骤循环进行,每个循环都会使目标DNA片段数量翻倍,从而实现指数级的扩增。
PCR技术的关键是引物的设计。
引物是一小段DNA序列,它们是PCR反应中的起始点,能够在目标DNA序列的两端结合。
引物的设计需要考虑到目标DNA的序列,确保引物能够特异性地结合到目标DNA上。
此外,引物的长度和碱基组成也需要精确控制,以确保PCR反应的准确性和高效性。
PCR技术的应用非常广泛。
在医学领域,PCR技术可以用于病原体的检测,包括病毒、细菌和真菌等。
在基因工程领域,PCR技术可以用于基因的克隆和定量。
在法医学领域,PCR技术可以用于犯罪嫌疑人的DNA鉴定。
在生物学研究中,PCR技术可以用于分子标记、种群遗传学和进化生物学等方面。
总之,PCR技术是一种非常重要的分子生物学技术,它通过模拟DNA自然复制过程,实现了DNA片段的快速扩增。
一、聚合酶链反应(PCR)Polymerase Chain ReactionPCR技术诞生于1985年,美国Cetus公司人类遗传室的Kary Mullis—PCR技术发明者,因此获1993年诺贝尔化学奖。
1.基本原理:在反应温度为90-95℃时,DNA变性成为单链;反应温度降至45-65℃时,两种引物与两条单链DNA退火而配对结合;反应温度升至72℃左右时,在TaqDNA聚合酶作用下,引物以单链DNA为模板逐步延伸成新的单链。
“ 变性——退火——延伸”这一循环完成后,DNA复制了一次,由一个DNA分子成为两个DNA分子。
PCR两个重要特性:①能合成DNA的特定序列;②特定序列的大量扩增变性复性的过程:2.PCR 反应组成:Temple DNA、Primer、4 dNTPs、DNA Taq酶、PCR Buffer引物:是指两段与待扩增靶DNA序列侧翼片段互补的寡核苷酸。
长度一般在20-30mer设计引物的原则:A、与引物结合的靶DNA序列片段必须是已知的,B、尽可能选择碱基随机分布的序列,C、尽量避免多聚嘌呤,多聚嘧啶或其他异常序列,D、两引物中G+C碱基对的百分比(%GC)应尽量相似,E、若待扩增片段GC含量已知,则引物的GC含量则应与其类似,G+C碱基对含量以40-60%为佳,F、引物内部应避免具有二级结构,尤其是发夹结构,G、两引物之间不应有互补序列,以免形成“引物二聚体”。
设计引物的软件:olig06、Primer3、Real Time荧光定量PCR仪有设计引物软件。
2)4×dNTPs:提供靶DNA序列扩增的原料。
贮存液的pH应为7.0。
A.反应体系中,每种脱氧核苷三磷酸浓度以50-200μmol/L为宜,且dATP、dCTP、dGTP、dTTP浓度相同。
浓度过高,有可能造成非靶位置启动和延伸时核苷酸的错误掺入,当dNTP>50mmol/L,会抑制Taq酶的活性;浓度过低,<10-15μmol/L,影响扩增产量。
PCR(聚合酶链式反应)原理PCR 是体外酶促合成特异DNA片段的方法,主要由高温变性、低温退火和适温延伸三个步骤反复的热循环构成:即在高温(95℃)下,待扩增的靶DNA双链受热变性成为两条单链DNA模板;而后在低温(37~55℃)情况下,两条人工合成的寡核苷酸引物与互补的单链DNA模板结合,形成部分双链;在T aq酶的最适温度(72℃)下,以引物3’端为合成的起点,以单核苷酸为原料,沿模板以5’→3’方向延伸,合成DNA新链。
这样,每一双链的DNA模板,经过一次解链、退火、延伸三个步骤的热循环后就成了两条双链DNA分子。
如此反复进行,每一次循环所产生的DNA均能成为下一次循环的模板,每一次循环都使两条人工合成的引物间的DNA特异区拷贝数扩增一倍,PCR产物得以2n的批数形式迅速扩增,经过25~30个循环后,理论上可使基因扩增109倍以上,实际上一般可达106~107倍。
1971年Kleppe等人在Journal of molecular biology上发表文章首次准确、精炼、客观的阐述了PCR方法,1976年一种从嗜热水生菌(Thermus aquaticus)分离得到的热稳定的DNA依赖的DNA聚合酶的应用大大增加了PCR的效率。
而现今所发展出来的PCR则是源于由Saiki和Mullis等人于1988年发表在Science上的一篇论文,Mullis当时服务于Perkin Elmer(PE)公司,因此PE公司在PCR界有着特殊的地位。
后来PE被Applied Biosystems Inc.(ABI)公司收购、分拆、再转卖,而PCR的专利和倍受信赖的PCR仪器生产和销售就留在ABI名下。
到如今,PCR方法愈发趋向自动化,并从中衍生出更多的新技术方法,可以说,PCR技术是支撑现代分子生物学发展的一块重要基石。
这种技术的广泛应用催生了一个庞大的市场,多个公司均有各种类型的商品化PCR仪出售。
PCR 的专利目前依然掌握在ABI和Roche(罗氏)两大公司手中,去年业界颇为引人瞩目ABI 诉MJ公司侵犯侵犯PCR仪知识产权案最终以MJ败诉并宣布破产、最终被Bio-rad收购暂告一段落。
pcr的原理是什么PCR的全称是聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction),它是一种在分子生物学领域中广泛应用的技术。
PCR的原理是通过酶的作用,在体外迅速复制DNA片段,从而大量扩增目标DNA序列。
PCR技术的发明者是美国生物学家卡里-穆利斯(Kary Mullis),他因此成就获得了1993年的诺贝尔化学奖。
PCR的原理主要包括三个步骤,变性、退火和延伸。
首先,将DNA双链分子变性为单链,这一步骤需要高温(通常为94-96摄氏度)来使DNA解链。
接着,降温至50-65摄氏度,引物与目标DNA序列结合,这一步骤称为退火。
最后,将DNA聚合酶加入反应体系,使引物延伸合成新的DNA链,这一步骤需要适当的温度和时间。
PCR技术的应用非常广泛,它可以用于基因克隆、疾病诊断、DNA指纹鉴定、基因组学研究等领域。
在基因克隆中,科研人员可以利用PCR技术扩增目标基因,然后进行进一步的研究。
在疾病诊断中,医生可以利用PCR技术检测病原体的DNA,从而准确诊断疾病。
在DNA指纹鉴定中,PCR技术可以扩增微量的DNA样本,用于犯罪侦查、亲子鉴定等领域。
PCR技术的发展使得分子生物学研究取得了巨大的进步,它不仅提高了DNA序列的检测灵敏度和特异性,还大大缩短了DNA扩增的时间。
随着PCR技术的不断完善,其应用领域也在不断扩大,成为现代生物医学研究中不可或缺的重要技术之一。
总的来说,PCR的原理是通过变性、退火和延伸三个步骤,迅速扩增目标DNA序列。
这一技术的应用广泛,包括基因克隆、疾病诊断、DNA指纹鉴定等领域。
PCR技术的发展为分子生物学研究带来了巨大的进步,成为现代生物医学研究中不可或缺的重要技术之一。
PCR技术的不断完善和扩大应用领域,将为人类健康和生命科学的发展带来更多的机遇和挑战。
PCR反应条件高速冷冻离心机
PCR反应五要素:参加PCR反应的物质主要有五种即引物、酶、dNTP、模板和Mg2+
引物:引物是PCR特异性反应的关键,PCR 产物的特异性取决于引物与模板DNA互补的程度。
理论上,只要知道任何一段模板DNA序列,就能按其设计互补的寡核苷酸链做引物,利用PCR就可将模板DNA在体外大量扩增。
设计引物应遵循以下原则:
1.引物长度: 15-30bp,常用为20bp左右。
2.引物扩增跨度:以200-500bp为宜,特定条件下可扩增长至10kb的片段。
3.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最好随机分布,避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。
4.避免引物内部出现二级结构,避免两条引物间互补,特别是3’端的互补,否则会形成引物二聚体,产生非特异的扩增条带。
5.引物的特异性:引物应与核酸序列数据库的其它序列无明显同源性。
6.引物中有或能加上合适的酶切位点,被扩增的靶序列最好有适宜的酶切位点,这对酶切分析或分子克隆很有好处。
7.引物3’端的碱基,特别是最末及倒数第二个碱基,应严格要求配对,以避免因末端碱基不配对而导致PCR失败。
引物量:每条引物的浓度0.1~1umol或10~100pmol,以最低引物量产生所需要的结果为好,引物浓度偏高会引起错配和非特异性扩增,且可增加引物之间形成二聚体的机会。
酶及其浓度目前有两种Taq DNA聚合酶供应,一种是从栖热水生杆菌中提纯的天然酶,另一种为大肠菌合成的基因工程酶。
催化一典型的PCR反应约需酶量2.5U指总反应体积为100ul时,浓度过高可引起非特异性扩增,浓度过低则合成产物量减少。
dNTP的质量与浓度dNTP的质量与浓度和PCR扩增效率有密切关系,dNTP粉呈颗粒状,如保存不当易变性失去生物学活性。
dNTP溶液呈酸性,使用时应配成高浓度后,以1M NaOH 或1M Tris。
HCL的缓冲液将其PH调节到7.0~7.5,小量分装, -20℃冰冻保存。
多次冻融会使dNTP降解。
在PCR反应中,dNTP应为50~200umol/L,尤其是注意4种dNTP的浓度要相等等摩尔配制,如其中任何一种浓度不同于其它几种时偏高或偏低,就会引起错配。
浓度过低又会降低PCR产物的产量。
dNTP能与Mg2+结合,使游离的Mg2+浓度降低。
模板靶基因核酸模板核酸的量与纯化程度,是PCR成败与否的关键环节之一,传统的DNA纯化方法通常采用SDS和蛋白酶K来消化处理标本。
SDS的主要功能是:溶解细胞膜上的脂类与蛋白质,因而溶解膜蛋白而破坏细胞膜,并解离细胞中的核蛋白,SDS 还能与蛋白质结合而沉淀;蛋白酶K能水解消化蛋白质,特别是与DNA结合的组蛋白,再用有机溶剂酚与氯仿抽提掉蛋白质和其它细胞组份,用乙醇或异丙醇沉淀核酸。
提取的核酸即可作为模板用于PCR反应。
一般临床检测标本,可采用快速简便的方法溶解细胞,裂解病原体,消化除去染色体的蛋白质使靶基因游离,直接用于PCR扩增。
RNA模板提取一般采用异硫氰酸胍或蛋白酶K法,要防止RNase降解RNA。
Mg2+浓度Mg2+对PCR扩增的特异性和产量有显著的影响,在一般的PCR反应中,各种dNTP浓度为200umol/L时,Mg2+浓度为1.5~2.0mmol/L为宜。
Mg2+浓度过高,反应特异性降低,出现非特异扩增,浓度过低会降低Taq DNA聚合酶的活性,使反应产物减少。
PCR反应条件的选择
PCR反应条件为温度、时间和循环次数。
温度与时间的设置:基于PCR原理三步骤而设置变性-退火-延伸三个温度点。
在标准反应中采用三温度点法,双链DNA在90~95℃变性,再迅速冷却至40 ~60℃,引物退火并结合到靶序列上,然后快速升温至70~75℃,在Taq DNA 聚合酶的作用下,使引物链沿模板延伸。
对于较短靶基因长度为100~300bp时可采用二温度点法,除变性温度外、退火与延伸温度可合二为一,一般采用94℃变性,65℃左右退火与延伸此温度Taq DNA酶仍有较高的催化活性。
1.变性温度与时间:变性温度低,解链不完全是导致PCR失败的最主要原因。
一般情况下,93℃~94℃lmin足以使模板DNA变性,若低于93℃则需延长时间,但温度不能过高,因为高温环境对酶的活性有影响。
此步若不能使靶基因模板或PCR产物完全变性,就会导致PCR失败。
2.延伸温度与时间:Taq DNA聚合酶的生物学活性:
70~80℃ 150核苷酸/S/酶分子
70℃ 60核苷酸/S/酶分子
55℃ 24核苷酸/S/酶分子
高于90℃时, DNA合成几乎不能进行。
3.退火复性温度与时间:退火温度是影响PCR特异性的较重要因素。
变性后温度快速冷却至40℃~60℃,可使引物和模板发生结合。
由于模板DNA 比引物复杂得多,引物和模板之间的碰撞结合机会远远高于模板互补链之间的碰撞。
退火温度与时间,取决于引物的长度、碱基组成及其浓度,还有靶基序列的长度。
对于20个核苷酸,G+C含量约50%的引物,55℃为选择最适退火温度的起点较为理想。
引物的复性温度可通过以下公式帮助选择合适的温度:
Tm值解链温度=4G+C+2A+T
复性温度=Tm值-5~10℃
在Tm值允许范围内,选择较高的复性温度可大大减少引物和模板间的非特异性结合,提高PCR反应的特异性。
复性时间一般为30~60sec,足以使引物与模板之间完全结合。
PCR反应的延伸温度一般选择在70~75℃之间,常用温度为72℃,过高的延伸温度不利于引物和模板的结合。
PCR延伸反应的时间,可根据待扩增片段的长度而定,一般1Kb以内的DNA片段,延伸时间1min是足够的。
3~4kb的靶序列需3~4min;扩增10Kb需延伸至15min。
延伸进间过长会导致非特异性扩增带的出现。
对低浓度模板的扩增,延伸时间要稍长些。
循环次数循环次数决定PCR扩增程度。
PCR循环次数主要取决于模板DNA的浓度。
一般的循环次数选在30~40次之间,循环次数越多,非特异性产物的量亦随之增多。
PCR扩增产物分析
PCR产物是否为特异性扩增,其结果是否准确可靠,必须对其进行严格的分析与鉴定,才能得出正确的结论。
PCR产物的分析,可依据研究对象和目的不同而采用不同的分析方法。
凝胶电泳分析:PCR产物电泳,EB溴乙锭染色紫外仪下观察,初步判断产物的特异性。
PCR 产物片段的大小应与预计的一致,特别是多重PCR,应用多对引物,其产物片断都应符合预讦的大小,这是起码条件。
琼脂糖凝胶电泳:通常应用1~2%的琼脂糖凝胶,供检测用。
聚丙烯酰胺凝胶电泳:6~10%聚丙烯酰胺凝胶电泳分离效果比琼脂糖好,条带比较集中,可用于科研及检测分析。
酶切分析:根据PCR产物中限制性内切酶的位点,用相应的酶切、电泳分离后,获得符合理
论的片段,此法既能进行产物的鉴定,又能对靶基因分型,还能进行变异性研究。
分子杂交:分子杂交是检测PCR产物特异性的有力证据,也是检测PCR 产物碱基突变的有效方法。
Southern印迹杂交:在两引物之间另合成一条寡核苷酸链内部寡核苷酸标记后做探针,与PCR产物杂交。
此法既可作特异性鉴定,又可以提高检测PCR产物的灵敏度,还可知其分子量及条带形状,主要用于科研。
斑点杂交:将PCR产物点在硝酸纤维素膜或尼膜薄膜上,再用内部寡核苷酸探针杂交,观察有无着色斑点,主要用于PCR产物特异性鉴定及变异分析。
核酸序列分析:是检测PCR产物特异性的最可靠方法。
PCR反应特点
特异性强 PCR反应的特异性决定因素为:
1.引物与模板DNA特异正确的结合;
2.Taq DNA聚合酶合成反应的忠实性;
3.碱基配对原则;
4.靶基因的特异性与保守性。
其中引物与模板的正确结合是关键。
引物与模板的结合及引物链的延伸是遵循碱基配对原则的。
聚合酶合成反应的忠实性及Taq DNA聚合酶耐高温性,使反应中模板与引物的结合复性可以在较高的温度下进行,结合的特异性大大增加,被扩增的靶基因片段也就能保持很高的正确度。
再通过选择特异性和保守性高的靶基因区,其特异性程度就更高。
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=10-12g量级的起始待测模板扩增到微克ug=10-6g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;在细菌学中最小检出率为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。
对标本的纯度要求低不需要分离病毒或细菌及培养细胞,DNA 粗制品及总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、活组织等粗制的DNA 扩增检测。