荧光素标记探针的原位杂交示意图
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荧光原位杂交技术荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization),简称FISH。
是利用荧光标记的特异核酸探针与细胞内相应的靶DNA分子或RNA分子杂交,通过在荧光显微镜或共聚焦激光扫描仪下观察荧光信号,来确定与特异探针杂交后被染色的细胞或细胞器的形态和分布,或者是结合了荧光探针的DNA区域或RNA分子在染色体或其他细胞器中的定位。
中文名fish外文名fluorescent in situ hybridization建立时间1986年发展历程1969年,Pardue和John等两个研究小组开始采用放射性标记DNA或28S RNA发明了原位杂交技术(ISH)。
尽管当时原位杂交技术已经具有较高的特异性和灵敏度,但鉴于放射性同位素自身特性的局限,如安全性、空间分辨率低、不稳定性等问题,这项技术仅限于实验室研究方面的应用。
1986年科研工作者开始利用异硫氰酸盐荧光素来标记探针,并在荧光显微镜下进行观察分析,建立了荧光原位杂交技术(FISH)。
1989年,Delong首次使用荧光标记寡核苷酸探针检测单个微生物细胞。
由于FISH技术具有敏感度高、信号强、背景低、快速等优点,该方法在环境微生物的检测中得到了广泛的应用。
随着科技的迅速发展,FISH探针标记物越来越多,不仅从单一荧光发展到多色荧光检测,而且应用范围也进一步扩大,不仅可以用于分裂相细胞而且可以用于间期细胞检测,为FISH技术的临床应用打下了坚实的基础。
操作步骤编辑播报(1)样品的固定;(2)样品的制备和预处理;(3)预杂交;(4)探针和样品变性;(5)用不同的探针杂交以检测不同的靶序列;(6)漂洗去除未结合的探针;(7)检测杂交信号,进行结果分析·荧光信号观察:将处理好的样品置于荧光显微镜下,选择分散较好的区域来观察。
三色(或者更多)荧光激发下,观察到不同颜色的荧光图像。
通常选用20X物镜来扫描样品杂交区域,40X或100X物镜下观察样品,从一定的方向进行计数,并对计数情况进行分析。
荧光原位杂交-更新荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)是一种基于DNA分子杂交技术,可以用于研究细胞核内DNA序列的空间分布,基因表达与功能等问题的一种重要方法。
相比于传统的DNA杂交方法,荧光原位杂交具有高灵敏度、高特异度、高分辨率、无需PCR扩增等优点,被广泛应用于在形态学及遗传水平对真核生物的相关研究。
本文将介绍荧光原位杂交的原理、方法和应用。
一、原理荧光原位杂交的原理是利用标记有荧光染料(如荧光素、rhodamine等)的DNA探针与待检测样品(常为细胞核、染色体、tissue或者section等)中的目标DNA特异性结合,形成稳定的探针-靶DNA杂交物,通过检测荧光发射信号的方法来确定目标DNA序列的位置和数量。
探针的设计是荧光原位杂交成功的关键,因为它们必须具有真确的互补性,绑定到目标DNA的特定区域上。
如何选择探针的特异性,通常取决于所要研究的问题,例如检测某一基因的副本数,探测非编码RNA,或发现肿瘤细胞中的染色体异常等。
二、方法1. 获取样品荧光原位杂交技术所需的样品通常以细胞核或组织切片的形式存在,依据所要研究的问题,通过相应方法处理,如:细胞核的分离、组织的固定剂的处理、剪切不同的组织块、制备Paraffin等经典样品处理方法。
2. 样品前处理对于切片和细胞各种杂质如化学物质、染料、蛋白质等的影响,靠的是样本的处理方法。
主要有以下几种:1) 催化游离的核酸:这一步的主要目的是去除待测样品中的核酸,包括double-stranded 的DNA和single-stranded的RNA。
当使用非常规杂交试剂或非常规探针(如bacterial artificial chromosome、cosmid probe)时,可能需要使用一些高效的去掉毛糙杂质的试剂。
2) 前处理(预处理):固定、脱水、变性、去除RNA、去除单链DNA(ssDNA)、吉姆萨染色、荧光染色、脱色剂去除等多项操作。