杂交捕获原理

捕获法原理捕获法原理也称为“捕获原理”，是研究物理学、化学、生物学等自然科学领域时常用到的基本原理之一。

其核心思想是在化学反应或实验中，分子或离子之间发生相互作用时，某些粒子可以在反应中“捕获”其他粒子，从而形成新的粒子。

本文将围绕该原理展开详细阐述，包括定义、应用、实际应用案例等方面。

捕获法原理是指在化学反应或实验中，可以通过某些粒子捕获其他粒子从而形成新的粒子的原理。

具体来讲，当反应物A与粒子B之间发生相互作用时，B可以捕获A中的某些原子或分子，从而形成新的B-A复合物。

以此方式反应的机率与B与A之间的反应条件和反应性质有关。

捕获法原理的应用范围十分广泛，可以应用于物理学、化学、生物学等各个领域。

捕获法原理在物理学、化学、生物学等自然科学领域都有广泛的应用。

1、物理学在物理学中，捕获法原理主要被应用于核反应的研究中。

捕获反应是一种通过入射粒子与靶核之间的相互作用而被吸附到靶核上的一种反应形式。

在核反应中，还有光致反应、轰击反应等等。

2、化学在化学中，捕获法原理的应用也十分广泛。

主要体现为化学反应的研究、分析等方面。

在物理化学中研究分子间相互作用的过程时，常常使用的是溶液结晶法，该方法就是一种捕获法的实现方式。

还有在有机合成反应中，一些配体分子可以通过捕获方式与金属离子形成络合物，从而促进反应的进行。

3、生物学在生物学领域，捕获法原理的应用同样十分广泛。

在蛋白质研究领域，捕获法常被用于“鉴定”某种蛋白质与其他蛋白质之间的相互作用关系。

常用的捕获法包括酵母双杂交法、细胞免疫共沉淀法等等。

三、捕获法原理实际应用案例下面列举几个实际应用案例，以此展示捕获法原理的应用。

1、CuKα射线粉末衍射CuKα射线粉末衍射是物理学中一种常见的实验技术。

该技术可以通过对样品的X射线衍射图谱进行分析，来确定样品中的晶体结构。

具体实现时，可以通过适当的方法将待测样品制成粉末状，并用CuKα射线作为衍射光源进行扫描。

在这个过程中，入射射线会被物质的原子核和电子所散射，从而形成射线的衍射图。

二代测序之杂交捕获写在前面：本次更新主要介绍文库构建完成后对目标文库的富集方法——“杂交捕获法”，这一期小编将重点介绍杂交捕获法的实验流程及其作用。

1.为什么进行杂交捕获？在文库构建完成后，若是做全基因组测序（Whole Genome Sequencing，WGS），可直接将构建好的文库按照一定的浓度、测序深度、数据量进行上机测序即可。

但在实际的操作中，由于人的基因组中存在大量丰富的重复DNA序列，且考虑到测序成本的问题，所以通常会进行靶向测序，即选择我们需要的区域进行测序，比如全外显子测序（Whole-exome sequencing，WES），或者针对肿瘤患者设计的特定的Panel测序等（一个Panel指包含所有探针的一个集合，eg：一个Panel里包含200个探针，200个探针的集合就是一个Panel）。

那么如何获得所需的目标区域或者靶序列呢？就需要探针与靶序列进行杂交，然后再通过捕获杂交片段的方法进行目标区域的富集。

2. 实验流程&作用2.1 杂交准备杂交需要投入的原料：①一定量的文库：可以是一个文库或者多个文库，多个文库的话可根据不同的接头序列区分每个样本；②Human Cot DNA：封闭大量重复的DNA序列，避免非特异性杂交；③Universal Blockers：封闭接头序列，避免非特异性杂交；④不同的Panel：生物素标记的探针，主要负责与靶序列杂交；⑤杂交Buffer、杂交Enhancer、NF水等（图中未展示）；注：杂交原料进行杂交时，由于杂交体积限制，都会进行体积浓缩，常用到的是采用真空浓缩的方法；此外还有磁珠法浓缩；针对不同的浓缩方法，各种杂交原料的加入顺序有一定的差异。

真空浓缩法：①+②+③→真空浓缩→+④+⑤→杂交。

磁珠浓缩法：①+②+④→磁珠浓缩→+③+⑤→杂交。

真空浓缩法在小Panel杂交的过程中表现比磁珠浓缩法较好，但磁珠浓缩法更简便快捷，成本更低。

2.2 杂交95℃将文库变性为单链状态；65℃进行杂交；注：A&C：表示探针与靶序列杂交；B&D表示未杂交。

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01靶向测序⽅法介绍⽬标区域测序，⼜称靶向测序，是指⽬标序列富集后测序的研究策略。

它可根据不同的应⽤，利⽤较低的数据量得到理想的灵敏度和准确度。

相较全基因组与全外显⼦测序，靶向测序能够聚焦⽬标区域，去除冗余数据⼲扰，测序成本低且测序深度深，能⾼效经济发挥NGS技术的优势，并⼴泛应⽤到临床检测、疾病筛查等众多领域。

现在常⽤的靶向测序⽅法主要有三类[1]：I. 杂交捕获法（Hybrid capture）II. 分⼦倒置探针富集法（Molecular inversion probes，MIP)III. PCR富集法我们从原理⼊⼿，先来认识下这三种靶向测序⽅法。

杂交捕获法杂交捕获法包括固相和液相杂交捕获法两类。

固相杂交捕获法是先选定⽬标DNA区域，在芯⽚上修饰与⽬标区域互补的探针；随后在芯⽚上进⾏DNA与探针的杂交反应；最后将与探针杂交的DNA洗脱下来⽤于后续的测序⼯作（图1左）。

⽬前市⾯上的代表产品是Roche NimbleGen，特点是使⽤超⾼密度、叠⽡式排布的DNA探针，具有⾼富集均⼀度等。

液相杂交捕获法是⽬前被⼴泛应⽤的靶向测序⽅法，根据碱基互补原理定制带有⽣物素的探针，在液相中与⽬的序列杂交，通过链酶亲和素修饰的磁珠液相杂交捕获法是⽬前被⼴泛应⽤的靶向测序⽅法吸附带有⽣物素的探针，富集⽬的DNA⽚段（图1右）。

图1.杂交捕获⽅法（固相+液相）[1]分⼦倒置探针富集法分⼦倒置探针富集法即通过设计⼝袋型的探针，此探针两端(红⾊序列Target complementary region）能与⽬的区域退⽕，然后利⽤DNA聚合酶及连接酶补平缺⼝成完整的环状探针，通过外切酶将游离的探针消化。

杂交捕获化学发光法原理杂交捕获化学发光法，是一种高灵敏度检测分子间相互作用的技术。

该技术主要应用于蛋白质-蛋白质、蛋白质-核酸等生物大分子间相互作用的研究，为生物医学及药物研发提供了有力支持。

一、什么是杂交捕获化学发光法？杂交捕获化学发光法是一种基于免疫学原理的技术，其基本思想是将两种在相互作用中的生物大分子捕获在一起，通过化学原理引发化学发光反应，从而获得极高的检测精度。

二、杂交捕获化学发光法的原理下面我们将从样品制备、杂交、洗涤、发光等几个方面，简单阐述杂交捕获化学发光法的原理。

1.样品制备首先需要制备标准物质以及待测样品。

标准物质一般选用可以与待测样品中的分子发生特异性结合的分子，例如抗体、配体等。

待测样品应当与标准物质具有足够的差异性，通常选用由其它杂交实验或基因组学技术分离出的富含目标分子的纯化物。

2.杂交将标准物质与待测样品混合，然后加入带有化学光亮染料的检测试剂盒中，充分混合后孵育一段时间，促使它们相互结合。

在杂交过程中，如果标准物质与待测样品中的分子能够准确匹配，就会形成稳定的复合物，从而引发后续的发光反应。

3.洗涤杂交完成后，需要对反应体系进行洗涤，用洗涤缓冲液去除残留的非特异性结合物和未发生反应的试剂，以提高检测的准确性和灵敏度。

4.发光当样品和试剂结合成复合物之后，利用化学反应引发发光。

这种化学反应基于两个酶的催化作用：辣根过氧化物酶（HRP）和碱性磷酸酶（ALP）。

在化学反应过程中，HRP催化蒴香酮衍生物的氧化反应，生成具有强荧光的中间体。

然后，ALP催化一种叫做Attophos的化学发光底物，使其发生化学反应，产生强烈的荧光信号。

这个化学反应式可以表示为：luminescent substrate + ALP → luminescence（发光底物＋碱性磷酸酶→发光）。

三、杂交捕获化学发光法的应用杂交捕获化学发光法技术在现代生物医学及药物研发中具有广泛的应用。

主要应用于蛋白质-蛋白质、蛋白质-核酸等生物大分子间相互作用的研究，为生物医学及药物研发提供了有力支持。

一抗二抗分子杂交的原理
一抗二抗分子杂交的原理可以归纳为以下几点:
一、原理概述
一抗二抗分子杂交是利用一抗和二抗的特异性亲和作用,当一抗与对应的抗原结合后,再与标记的二抗结合,从而检测或定量目标抗原。

二、一抗的作用
一抗是针对目标抗原特异性设计的抗体,具有高亲和力,可以特异性识别并高效捕获对应的抗原分子。

三、二抗的作用
二抗是与一抗结合的抗体,常被标记成可以检测的物质,如酶、荧光素等。

二抗与一抗结合可以产生信号,指示一抗是否与抗原结合。

四、杂交反应过程
1. 一抗固定在固相载体上。

2. 当样品中的目标抗原存在时,会与固定的一抗结合。

3. 洗涤除去未结合成分。

4. 加入标记的二抗使其与一抗结合。

5. 再次洗涤。

6. 检测二抗的信号,判断一抗是否与抗原结合。

五、应用
主要应用于临床检测、食品检测、免疫组化等领域的抗原检测。

可以实现高灵敏度的抗原检测或定位。

综上所述,一抗二抗分子杂交利用两抗的亲和特性实现抗原的特异性检测,是一种重要的免疫学检测原理。

该原理应用广泛。

全外显子捕获测序的杂交和封闭原理
做外显子捕获测序实验时，会用到Cot DNA，blocker(封闭接头序列)，探针（DNA/RNA均可），链霉素磁珠等，它们具体起什么作用呢？下面，我们就来聊聊这个问题。

就实验原理来讲，外显子捕获测序的基本流程是：1.先对各个样品独立构建常规测序文库；2：等摩尔比例混合各个待杂交的文库；3：在杂交缓冲液体系内加入文库、杂交探针、Cot DNA、Blocker等；4.加入链霉素磁珠抓取杂交复合状态DNA；5：在洗脱缓冲液中洗脱目标文库，并扩增。

下图是正常建好的文库示意图。

大家都知道，DNA是双链互补配对的。

当加热打开DNA双链变性为单链DNA之后，慢慢降低温度，单链DNA会根据互补配对原则自然还原回双链状态（也就是退火过程）。

那么，可以想象一下，当很多不同的DNA文库混合在一起的时候，进行退火操作，可能会产生什么样子的DNA结合状态呢？下图说明了其中可能存在的3种情况。

由上图可知，不论哪种状态，都不可能捕获到目标DNA。

其实，情况2、3的杂交状中，P5或者P7端还可以杂交第三个、第四个等等分子。

所以，加入Blocker就是为了阻止P5、P7端的杂交，从而阻止非特异性杂交。

Cot DNA则是为了阻止原来互补配对的单链杂交回来。

带Biotin修饰的探针是为了杂交靶序列，链霉素磁珠是为了吸附Biotin修饰的杂交复合物。

杂交捕获测序技术杂交捕获测序技术是一种用于研究基因组的高通量测序方法。

它能够快速、准确地揭示基因组中的DNA序列，为研究人员提供了大量的基因组信息。

本文将介绍杂交捕获测序技术的原理、应用和未来发展方向。

一、杂交捕获测序技术的原理杂交捕获测序技术是通过使用特异性探针来捕获感兴趣的DNA片段，然后进行高通量测序和分析的方法。

其原理主要分为以下几个步骤：1. 探针设计：根据研究需要，利用计算生物学方法设计特异性的探针，用来捕获目标DNA片段。

这些探针通常由寡核苷酸序列构成，可以与目标DNA片段特异性结合。

2. 样本处理：将待测样本DNA进行处理，如酶切、文库构建等，以获得适合测序的DNA片段。

3. 杂交反应：将探针与待测样本DNA进行杂交反应。

在适当的条件下，探针与目标DNA片段结合形成稳定的杂交复合物。

4. 探针富集：通过一系列的杂交后处理步骤，如洗脱、纯化等，将杂交复合物从杂交液中富集出来。

这样可以大大提高目标DNA片段的测序深度和准确性。

5. 高通量测序：对富集的目标DNA片段进行高通量测序，如Illumina、Ion Torrent等平台。

通过测序仪器的高效测序能力，得到大量的DNA序列信息。

6. 数据分析：对测序得到的数据进行处理和分析，包括序列比对、变异检测、功能注释等。

通过这些分析，可以揭示出目标DNA片段的序列信息和基因组结构等重要特征。

杂交捕获测序技术在基因组研究领域有着广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域：1. 疾病基因组学：杂交捕获测序技术可以用于研究与疾病相关的基因和突变。

通过捕获和测序人类基因组中的特定区域，可以发现与疾病相关的突变、拷贝数变异等。

这对于疾病的诊断、治疗和预防具有重要意义。

2. 进化生物学：通过杂交捕获测序技术，可以对不同物种间的基因组进行比较和分析。

这有助于揭示物种间的进化关系、基因家族的演化和功能等。

3. 人类遗传学：杂交捕获测序技术可以用于研究人类基因组的遗传变异。

基因检测试剂盒原理
基因检测试剂盒原理简介：
基因检测试剂盒是一种用于检测个体基因组中特定基因的工具。

其原理主要包括以下几个方面：
1. 样本采集：收集测试对象的组织、血液、唾液等样本，以获取目标基因组织。

2. DNA提取：将样本中的DNA分离提取出来，以便进一步进行基因检测。

3. 基因扩增：利用聚合酶链式反应（PCR）等方法，扩增目标基因的特定片段。

其中，PCR是通过反复循环三个步骤（变性、退火、延伸），在体外复制DNA序列，以扩增大量目标DNA。

4. 杂交或杂交捕获：将扩增的基因序列与合成的DNA探针或
基因芯片进行杂交，通过互补配对的方式，使目标基因与探针结合。

5. 检测信号产生与读取：通过荧光标记、酶标记等方法，对目标基因与探针的结合进行标记，并使用相应的仪器或设备进行信号读取。

6. 数据分析：通过比对已知基因组数据库或参考样本，对读取到的信号进行分析与解读，以获得目标基因的信息。

基因检测试剂盒的原理实际上是将以上步骤进行简化和集成，使其能够在更快、更准确、更便捷的情况下完成基因检测工作，用以辅助医学、生物学等领域研究和临床诊断。

液相杂交捕获原理液相杂交捕获（Liquid-Phase Hybridization Capture）是一种常用的生物技术方法，用于富集和检测目标序列。

本文将介绍液相杂交捕获的原理、应用和优势。

一、原理液相杂交捕获是利用特异性互补配对的原理，将目标序列与相应的探针结合，然后通过磁珠或其他固相材料进行富集。

其主要步骤包括：探针的设计与合成、目标序列的消除与纯化、探针与目标序列的杂交、富集和洗脱等。

1. 探针的设计与合成探针是一段特异性序列，与目标序列互补配对。

在设计探针时，需要考虑目标序列的长度、GC含量、反向互补等因素。

一般情况下，探针的长度为50-120个碱基对。

探针的合成通常采用化学合成或PCR扩增的方法。

2. 目标序列的消除与纯化在液相杂交捕获前，需要将目标序列从样本中分离和纯化。

这可以通过DNA/RNA提取方法、PCR等技术实现。

目标序列的纯化可以消除干扰物质，提高富集效率。

3. 探针与目标序列的杂交将合成的探针与目标序列进行杂交反应。

杂交反应的条件包括温度、缓冲液的成分和浓度等。

通过适当的杂交条件，可以增加探针与目标序列的互补结合，提高富集效率。

4. 富集和洗脱将杂交反应产物与磁珠或其他固相材料结合，通过磁力或离心等方法将目标序列富集。

然后，通过洗脱步骤去除非特异性结合的杂交产物，得到纯化的目标序列。

二、应用液相杂交捕获在许多生物学领域中具有广泛的应用。

以下是几个常见的应用领域：1. 基因组学研究液相杂交捕获可以用于富集目标基因组区域，用于测序和变异检测。

通过捕获和测序，可以获得目标基因组区域的高覆盖度和高准确性的测序结果。

这在研究复杂疾病的遗传基础、突变的筛查等方面具有重要意义。

2. 肿瘤学研究液相杂交捕获可以用于检测肿瘤相关的突变、融合基因等。

通过富集和测序，可以分析肿瘤样本中的遗传变异，进而指导肿瘤的诊断和治疗。

3. 微生物学研究液相杂交捕获可以用于富集和检测微生物的特定基因或基因组区域。