荧光原位杂交(FISH)
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荧光原位杂交(FISH)综述摘要本文简单介绍了荧光原位杂交(FISH)技术的一些基础理论知识以及常用操作方法和步骤。
关键词:荧光原位杂交;1.发展荧光原位杂交(fluorescent in situ hybridization,FISH)是一种细胞遗传学技术,可以用来对核酸进行检测和定位。
荧光标记的核酸探针只和具有高度相似性的核酸杂交,可用于染色体上基因的定位,或在分子生态学中用来标记不同分类细菌或古菌中的核糖体RNA[1]。
1969年,Pardue等和John两个研究小组发明了原位杂交技术,放射性标记的DNA 或28s RNA 被杂交到细胞制备物上,通过放射自显影技术(m icroautoradiography, MAR)检测杂交位点,这一技术可以在保持细胞形态完整性的条件下,使核酸序列在细胞内被检测[2]。
2.原理通过特定分子的荧光标记探针在细胞内与染色体上特意的互补核酸序列原位杂交,通过激发杂交探针的荧光来检测信号。
由于荧光燃料收到一定波长的(即激发波长)的光激发后会发射荧光(即发射波长),所以就滤光镜选择合适的激发波长的光,即可显示某一特定的荧光染料,于是就可以直接显示特定细胞核中或染色体上的DNA序列间相互位置关系[2]。
原位杂交的处理:染色体上杂交的位点提供了DNA探针序列的定位信息。
所以应用该方法时,需打开维持染色体DNA双螺旋结构的碱基配对以使其形成单链分子(这称为DNA变性)。
只有这样染色体DNA才能与探针杂交。
变性染色体DNA而不破坏其形态的标准方法是将染色体干燥在玻璃载玻片上,再用甲酰胺处理[1]。
3.关于探针的发展早期原位杂交技术中探针是放射性标记的,但这个方法并不令人满意,因为放射性标记很验证同时满足灵敏度和分辨率这两个原位杂交成功的必要条件。
灵敏度要求放射性标记具有高中辐射能(例如用32P标记),当标记物能量过高时,会因为信号散射导致分辨率过低。
如果使用低辐射能的放射性标记物,如3H可以得到较高的分辨率,但由于灵敏度低而需要长时间曝光,并由此导致背景过高,难以分辨出真正的信号。
荧光原位杂交(Fluorescence In Situ Hybridization, 简称FISH)由于其直观, 快速, 敏感性高和方便灵活越来越得到广泛应用, 尤其是在血液学领域中. 因为白血病标本比较容易取得和制备, 不同类型的白血病又往往有其特异的染色体异常, FISH在白血病诊断, 治疗监测, 预后估计和微小残留病检测等诸方面都正成为不可缺少的重要手段.FISH的基本原理很简单, 就是标记了荧光的单链DNA(探针)和与其互补的DNA(玻片上的标本)退火杂交, 通过观察荧光信号在染色体上的位置来反映相应基因的情况.FISH探针按标记方法可分为直接标记和间接标记: 用生物素(biotin)或地高辛(digoxingenin)标记称为间接标记, 杂交后需要通过免疫荧光抗体检测方能看到荧光信号, 因而步骤较多, 操作麻烦, 其优点是在信号较弱或较小时可经抗原抗体反应扩大; 直接用荧光素标记DNA的方法称为直接标记. 由于直接标记的探针杂交后可马上观察到荧光信号, 省去了烦琐的免疫荧光反应, 不再需要购买荧光抗体, 也由于近年来荧光互的亮度和抗淬灭性的不断改进和提高, 直接标记的荧光探针越来越成为首选, 采用多种不同颜色的荧光, 方便在同一标本上同时检测多钟异常. 其荧光强度和信号大小都易于在普通荧光显微镜下观察, 操作过程中也不需要严格避光, 使FISH过程变得简便而易于操作. FISH并不能取代传统的白血病MCI诊断, 但它却能使MIC分型更为准确和深入. , MIC即细胞形态学(M), 免疫学和细胞遗传学(C), 三者结合对白血病进行分型诊断, 对不同类型的白血病采用不同治疗方案手段. 随着人们对白血病的不断认识, 仅进行MIC分型不够全面, 还要加上对白血病的分子(M)诊断, 成为MICM分型. FISH就是连接细胞遗传学和分子生物学的桥梁.FISH流程仪器设备1、医用微波炉;2、水浴锅;3、OLYMPUS BX51荧光显微镜;4、OLYMPUS DP11数字显微照相机。
双色荧光原位杂交(FISH)是一种利用荧光标记的染色体和基因特异性探针来定位和分析特定基因和染色体位置的技术。
FISH 技术是一种高灵敏度和特异性的技术, 它可以在细胞和组织样本中定位特定基因或染色体的位置。
FISH技术的基本步骤是将特异性的DNA探针与样本中的DNA杂交。
探针是经过标记的DNA片段,它与样本中的特定DNA片段结合。
这种结合是特异性的,因为探针只能与其特定目标基因结合。
然后,使用荧光染料标记探针,在显微镜下观察样本,以确定基因或染色体的位置。
FISH技术在医学遗传学、肿瘤学和细胞生物学等领域有广泛的应用,如癌症检测,遗传性疾病的诊断,染色体异常检测等。
双色荧光原位杂交(FISH)还可以用于检测染色体的数量异常,如染色体的增多或减少。
这对于确定和诊断染色体相关的疾病非常重要。
例如,在诊断白血病时,FISH可用于检测染色体融合和增多。
双色荧光原位杂交(FISH)技术是一种高度特异性和灵敏度的技术,在遗传学、癌症学和生物学等领域有着广泛的应用。
它能够提供有关基因和染色体位置的重要信息,并有助于诊断和治疗各种疾病。
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。
荧光原位杂交荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)是一种分子生物学技术,可以用来检测DNA或RNA序列的存在、位置和数量。
该技术通常使用荧光染料标记DNA或RNA的探针来识别特定的序列。
在荧光原位杂交中,常常使用单链DNA或RNA的Oligonucleotide探针。
探针的序列与待检测样品中的特定DNA或RNA序列互相互补,使得探针和样品DNA或RNA序列可以杂交在一起。
探针可以被标记成许多不同的荧光染料,如荧光素、罗丹明等,以使得检测到的探针可根据颜色进行区分。
荧光原位杂交过程包括以下步骤:1. 选择合适的探针。
选择的探针实际上就是一个人工合成的核酸分子,其长度在20-200bp不等,可以与靶序列DNA或RNA中的任意位置相互匹配,检测的种类也包括基因、病毒、染色体等。
2. 标记探针。
标记探针是指把荧光染料等标记物与探针进行化学共价修饰,使之形成标记的探针,标记的探针使用单染色荧光或双染色荧光。
3. 处理样品。
把检测样品进行前处理、处理固定等。
4. 杂交。
把标记的探针打入处理好的样品中,如细胞、组织、染色体等,探针就会与相应的靶分子发生杂交,然后把样品用适当的盐洗。
5. 检测结果。
通过荧光显微镜进行探针的显示,可以看到细胞核内亮相区域,确定靶序列的定位和相应的染色体编号,并可以通过比较实验组和对照组的信号强度,得到目标序列的数量和比例。
荧光原位杂交在基因检测、疾病诊断、癌症诊断和治疗中都有广泛应用。
在基因诊断中,荧光原位杂交可以检测微观缺失、染色体重排列和染色体数目异常等,具有高准确度、高敏感度、高特异性和可显性等特点。
在肿瘤诊断和治疗中,荧光原位杂交是一种高效而准确的技术,可以评估患者的病情、选择合适的治疗方案,预测预后。
因此,荧光原位杂交在生命科学研究和医学诊断中的应用前景非常广阔。
FISH以及免疫荧光的实验步骤FISH(荧光原位杂交)是一种用于检测DNA或RNA序列的实验技术。
该技术结合了传统原位杂交和荧光显微镜技术,可以在细胞或组织样本中定位、标记和可视化特定的DNA或RNA分子。
下面是一个典型的FISH实验的步骤:1.准备标记探针:选择适当的探针来标记目标DNA或RNA序列。
探针通常是短的DNA或RNA片段,与目标序列互补,可以与其发生特异性杂交。
这些探针可以使用不同的标记物进行标记,如荧光染料或辐射性同位素。
2.样品制备:根据需要,制备细胞悬液或组织切片样品。
细胞悬液可以通过离心细胞,将细胞固定在载玻片上。
组织切片可以使用刮片或切片机获得,然后固定在载玻片上。
3.固定样品:将细胞悬液或组织切片固定在载玻片上,以保持细胞或组织的形态结构。
常用的固定剂包括乙醇、甲醛等。
4. 渗透化处理:使用渗透化剂渗透细胞或组织样品,以增加探针和标记物的进入性能。
常用的渗透化剂包括蛋白酶K和Triton X-100。
5.探针杂交:将标记的探针与样品中的DNA或RNA序列结合。
首先在浓度适宜的探针液中孵育样品,使探针与目标序列发生杂交。
温度和时间取决于探针和目标序列的碱基组成和长度,通常需要在高温下进行,以增加探针与目标序列的特异性。
6.杂交后的冲洗:使用适当的缓冲液冲洗样品,以去除未结合的探针和杂交条件中的非特异性结合。
冲洗通常需要进行多次,以确保特异性结合。
7.荧光染色:如果探针是荧光标记的,在杂交后可以直接进行荧光染色。
将样品浸泡在适当浓度的荧光染料中,以标记目标序列。
染色时间通常较短,一般在15-30分钟左右。
8.荧光显微镜观察:在荧光显微镜下观察和记录标记的目标序列的位置和数量。
使用适当的滤光片来选择和分离目标染色的荧光波长。
利用计算机软件,可以对显微镜下的图像进行分析和处理,以获得更多的信息。
在进行FISH实验时,需要注意一些技术细节和注意事项:1.适当的正向和阴性对照是必要的,以确保实验的准确性和可靠性。
荧光原位杂交法 pcr-荧光对比荧光原位杂交法(FISH)和PCR-荧光对比(PCR-FLP)都是分子生物学中常用的技术,可以用于基因定位、染色体结构和功能等方面的研究。
本文将分别介绍这两种技术的基本原理、应用场景和优缺点。
一、荧光原位杂交法1.基本原理荧光原位杂交法是一种基于DNA序列互补碱基配对原理的技术,利用荧光探针对染色体上的特定区域进行标记,以便于观察和分析。
该技术主要包括以下几个步骤:(1)制备探针:将已知序列的DNA片段与荧光标记分子连接,生成荧光标记的DNA探针。
(2)加热解离:将待检样品中的DNA加热,使其解离成两条单链DNA。
(4)荧光显色:利用显微镜观察染色体上的荧光标记,并确定标记位置及数目。
2.应用场景荧光原位杂交法可用于以下方面的研究:(1)核型分析:检测染色体数目、大小和形态等信息。
(2)染色体重排:观察染色体间的换位、倒位等结构改变。
(3)基因定位:确定特定基因在染色体上的位置。
(4)肿瘤诊断:检测肿瘤细胞染色体的数目和结构变化。
3.优缺点(1)高灵敏度:能够检测到细胞核中的单个分子。
(2)高特异性:探针与目标序列可以实现完全互补。
(3)数据可视化:能够直观地呈现染色体结构及荧光信号大小。
而其缺点主要包括:(1)长时间实验:需要多个步骤和时间,且荧光信号非常容易被淬灭。
(2)需要DNA标记:需要荧光标记作为探针,费用较高。
二、PCR-荧光对比PCR-荧光对比(PCR-FLP)是一种应用荧光标记测量PCR产物数量的技术,能够在短时间内准确、可靠地检测和测量DNA的含量和变异。
具体操作过程如下:(1)样品制备:将待测DNA标记荧光标记,与另一非标记探针PCR反应。
(2)荧光PCR扩增:通过PCR反应增生DNA分子。
(3)荧光观察:利用荧光标记观察PCR产物。
(1)定量PCR:准确检测PCR反应中模板DNA的数目。
(2)基因表达:测量基因在不同实验条件下的表达水平。
(3)点突变检测:定性判断DNA中的单个碱基是否发生变异。
2024荧光原位杂交技术在血液肿瘤中的应用规范(全文)荧光原位杂交(FISH)技术是基于碱基互补配对原则,利用荧光标记的核酸探针,对待测标本DNA序列进行定位、定性和定量分析的技术,是遗传学异常的主要检测手段之一。
相较于核型分析,FISH技术具有快速、灵敏度高及特异性强的优势,是血液肿瘤诊断和预后判定的重要手段。
为进一步规范FISH技术在血液肿瘤中的应用,中国抗癌协会血液病转化医学专业委员会、中国老年医学学会病理学分会及中华医学会血液学分会组织国内血液学、病理学和检验学专家,制定了FISH 在血液肿瘤中的应用规范。
1 FISH在血液肿瘤诊疗中的应用价值1.1 诊断分型遗传学改变是血液肿瘤诊断分型的主要依据。
急性白血病(AL)、慢性粒细胞白血病(CML)、伴嗜酸粒细胞增多和酪氨酸激酶基因融合的髓系/淋系肿瘤(MLN-TK)、骨髓增生异常综合征(MDS)、大B 细胞淋巴瘤、滤泡淋巴瘤(FL)、套细胞淋巴瘤(MCL)、伯基特淋巴瘤(BL)、边缘区淋巴瘤(MZL)、间变大细胞淋巴瘤(ALCL)、T幼淋巴细胞白血病(T-PLL)等均需要借助FISH检测关键的遗传学异常才能精准分型。
1.2 预后分层目前针对急性髓系白血病(AML)、急性淋巴细胞白血病(ALL)、MDS、慢性淋巴细胞白血病(CLL)、原发性骨髓纤维化(PMF)、多发性骨髓瘤(MM)等血液肿瘤,世界卫生组织(WHO)、美国国立综合癌症网络(NCCN)指南已提出了基于遗传学异常的预后分层/评分体系。
FISH检测在血液肿瘤的预后评估中发挥着不可替代的作用。
1.3 指导治疗CML患者中费城染色体(Ph染色体)或BCR::ABL1融合基因的发现开启了酪氨酸激酶抑制剂(TKI)靶向治疗的新时代。
此外,针对PML::RARA融合基因或其他RARA重排的全反式维甲酸和砷剂、ABL信号通路(ABL1、ABL2、PDGFRA、PDGFRB重排)的TKI药物、JAK-STAT信号通路(CRLF2、JAK1/2/3重排)的JAK抑制剂、FLT3重排的FLT3抑制剂、ALK重排的ALK抑制剂等均已正式应用于临床治疗或处于临床试验阶段。
荧光原位杂交荧光原位杂交(FluorescenceInSituHybridization,FISH)是一种非常有效的分子生物学技术,用于检测DNA或RNA位点特异性引物与目标序列的杂交,从而直接识别和定位某些具体的DNA序列或RNA序列。
它可以用于细胞内检测和定位指定片段的序列特异性,以及在细胞间,组织切片中检测特定的基因等。
FISH技术最初由美国科学家Edward T. Krick在1980年发展出来,之后又发展出多种改良的技术,如碱基特异性FISH(DNA-FISH)、RNA固定FISH(RNA-FISH)、组织芯片FISH(Tissue Chip FISH)、荧光原位杂交芯片技术(FISH Chip)及基于ROMA的荧光原位杂交(ROMA-FISH)等。
荧光原位杂交技术可以用于研究和检测多种特定的基因或序列,这些基因或序列可能具有调节多种生物过程的功能,如细胞分化、细胞扩增、细胞凋亡、表达特定基因、或影响基因组稳定性,如癌症和其他遗传性疾病等。
FISH技术主要用于检测和定位染色体位点、染色体重组、非特异性和特异性的序列变异,还可以用于诊断疾病、研究发育分化等生物学过程。
荧光原位杂交技术的基本原理是:荧光探针的核酸碱基特异性与目标序列中的碱基结合形成杂交结合物,然后荧光探针发出特定的荧光信号,从而识别和定位目标序列。
FISH技术可以用不同的荧光探针显示出各种不同的颜色,从而检测不同的特定序列。
由于它的高灵敏度和特异性,FISH技术在临床诊断、癌症研究、多基因组学研究和其他生物学研究中得到了广泛应用。
荧光原位杂交技术的具体实施方法包括:(1)设计荧光探针,将其碱基特异性的序列选择性地与目标序列结合;(2)改变荧光探针的位置,使其较为精确地和目标序列结合;(3)观察荧光探针和目标序列结合后所产生的特征荧光信号;(4)对荧光信号进行识别和定位,以及与荧光探针的结合强度等进行估计。
荧光原位杂交技术的应用已经扩展到更多领域,如Karyotyping、FACS Analysis、Flow Cytometry、Chromatin Immunoprecipitation (ChIP)、分子影像学(Molecular Imaging)和系统生物学(Systems Biology)等,它们都是用于研究疾病,以及有助于对疾病的诊断和治疗提供依据的技术。
【高中生物】荧光原位杂交(FISH)技术详解荧光原位杂交方法是一种物理图谱绘制方法,使用荧光素标记探针,以检测探针和分裂中期的染色体或分裂间期的染色质的杂交。
1974年Evans首次将染色体显带技术和染色体原位杂交联合应用,提高了定位的准确性。
20世纪70年代后期人们开始探讨荧光标记的原位杂交,即FISH技术。
1981年Harper成功地将单拷贝的DNA序列定位到G显带标本上,标志着染色体定位技术取得了重要进展。
20世纪90年代,随着人类基因组计划的进行,由于绘制高分辨人类基因组图谱的需要,FISH技术得到了迅速的发展和广泛应用。
原理FISH(fluorescence in situ hybridization)技术是一种重要的非放射性原位杂交技术。
它的基本原理是:如果被检测的染色体或DNA纤维切片上的靶DNA与所用的核酸探针是同源互补的,二者经变性-退火-复性,即可形成靶DNA与核酸探针的杂交体。
将核酸探针的某一种核苷酸标记上报告分子如生物素、地高辛,可利用该报告分子与荧光素标记的特异亲和素之间的免疫化学反应,经荧光检测体系在镜下对待测DNA进行定性、定量或相对定位分析。
实验流程FISH样本的制备→探针的制备→探针标记→杂交→(染色体显带)→荧光显微镜检测→结果分析。
特点原位杂交的探针按标记分子类型分为放射性标记和非放射性标记。
用同位素标记的放射性探针优势在于对制备样品的要求不高,可以通过延长曝光时间加强信号强度,故较灵敏。
缺点是探针不稳定、自显影时间长、放射线的散射使得空间分辨率不高、及同位素操作较繁琐等。
采用荧光标记系统则可克服这些不足,这就是FISH技术。
FISH技术作为非放射性检测体系,有以下特点。
六大优点:1、荧光试剂和探针经济、安全;2、探针稳定,一次标记后可在两年内使用;3、实验周期短、能迅速得到结果、特异性好、定位准确;4、FISH可定位长度在1kb的DNA序列,其灵敏度与放射性探针相当;5、多色FISH通过在同一个核中显示不同的颜色可同时检测多种序列;6、既可以在玻片上显示中期染色体数量或结构的变化,也可以在悬液中显示间期染色体DNA的结构。
FISH-荧光原位杂交实验(原位杂交)实验目的通过实验了解荧光原位杂交技术的基本原理和在生物学、医学领域的应用。
掌握原位杂交技术的操作方法,熟练掌握荧光显微镜的使用方法.2。
实验原理荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization FISH)是一门新兴的分子细胞遗传学技术,是20世纪80年代末期在原有放射性原位杂交技术的基础上发展起来的一种非放射性原位杂交技术。
目前这项技术已经广泛应用于动植物基因组结构研究、染色体精细结构变异分析、病毒感染分析、人类产前诊断、肿瘤遗传学和基因组进化研究等许多领域。
FISH的基本原理是用已知的标记单链核酸为探针,按照碱基互补的原则,与待检材料中未知的单链核酸进行特异性结合,形成可被检测的杂交双链核酸.由于DNA分子在染色体上是沿着染色体纵轴呈线性排列,因而可以将探针直接与染色体进行杂交从而将特定的基因在染色体上定位。
与传统的放射性标记原位杂交相比,荧光原位杂交具有快速、检测信号强、杂交特性高和可以多重染色等特点,因此在分子细胞遗传学领域受到普遍关注。
杂交所用的探针大致可以分为三类:1)染色体特异重复序列探针,例如a卫星、卫星III 类的探针,其杂交靶位常大于1Mb,不含散在重复序列,与靶位结合紧密,杂交信号强,易于检测;2)全染色体或染色体区域特异性探针,其由一条染色体或染色体上某一区段上极端不同的核苷酸片段所组成,可由克隆到噬菌体和质粒中的染色体特异大片段获得;3)特异性位置探针,由一个或几个克隆序列组成。
探针的荧光素标记可以采用直接和间接标记的方法。
间接标记是采用生物系标记的dUTP(biotin—dUTP)经过缺口平移法进行标记,杂交之后用藕联的荧光素的抗生物系的抗体进行检测,同时还可以利用几轮抗生物素蛋白—荧光素、生物素化的抗—抗生物素蛋白、抗生物素蛋白—荧光素的处理,将荧光信号进行放大,从而可以检测500bp的片段。
而直接标记法是将荧光素直接与探针核苷酸蔌磷酸戊糖骨架共价结合,或在缺口平移法标记探针时将荧光素核苷三磷酸掺入。
荧光原位杂交技术(fish)的基本原理和应用理论说明1. 引言1.1 概述荧光原位杂交技术(Fluorescence in situ Hybridization,简称FISH)是一种广泛应用于生物学研究的重要技术。
它通过在细胞或组织水平上定位和检测特定DNA或RNA序列的分布情况,可以提供关于基因组结构、功能和表达的有价值信息。
该技术最早于20世纪80年代被开发出来,并且经过不断改进与扩展,如今已成为分子生物学研究中不可或缺的工具之一。
1.2 文章结构本文将首先介绍荧光原位杂交技术的基本原理,包括DNA探针的选择与设计、杂交反应条件的优化以及检测与可视化方法。
然后,我们将深入探讨荧光原位杂交技术在生物医学研究领域、植物遗传研究领域和动物进化研究领域的应用实例。
接下来,我们将评述荧光原位杂交技术的优势与局限性,包括其高灵敏度、高分辨率等优势以及对样本处理要求高、无法确定基因功能等局限性。
最后,我们将给出结论并展望荧光原位杂交技术的未来发展方向。
1.3 目的本文的目的是系统地介绍荧光原位杂交技术的基本原理和应用领域,以帮助读者深入了解这一重要技术。
通过阅读本文,读者将能够全面了解荧光原位杂交技术在生物学研究中的作用和意义,并对该技术的优势与局限性有所了解。
此外,本文也将探讨该技术未来可能的发展方向,为读者提供展望与思考。
2. 荧光原位杂交技术基本原理:2.1 DNA探针的选择与设计:荧光原位杂交技术(FISH)是一种利用DNA或RNA分子作为探针,通过特异性互补配对识别和定位目标序列的方法。
在进行FISH实验时,首先需要选择合适的DNA探针。
DNA探针通常由由人工合成的寡聚核苷酸(oligonucleotide)或从天然来源提取得到的全长DNA片段构建而成。
选择DNA探针时,需要考虑以下因素:首先是目标序列的特异性,即该序列在待检测样品中是否具有较高的丰度,并且只存在于感兴趣的目标区域中。
其次是探针长度和两个主要互补区域之间核苷酸序列的碱基组成比例。
细胞荧光原位杂交检查
细胞荧光原位杂交(Fluorescence In Situ Hybridization, FISH)是一种用于检测细胞内基因组序列的分子生物学技术。
它通过将特定的DNA或RNA探针与目标序列杂交,并用荧光素标记探针,然后在荧光显微镜下观察杂交信号,从而确定目标序列的位置和数量。
FISH检查可用于研究细胞中基因组序列的改变,如染色体异常、基因扩增、基因缺失等。
它也可用于检测某些基因在特定组织或细胞类型中的表达情况。
下面是FISH检查的一般步骤:
1. 准备探针:根据需要,设计并制备特异性探针,通常为DNA或RNA探针。
2. 制备细胞样品:从组织或细胞培养物中制备样品,一般需要用胰蛋白酶消化、固定等步骤处理细胞。
3. 杂交:将探针与样品中的目标序列进行杂交,一般需要在一定温度和离子强度下进行。
4. 洗涤:去除未结合的探针,减少背景干扰。
5. 荧光素标记:用特定的荧光素标记探针,以便在荧光显微镜下观察。
6. 观察:用荧光显微镜观察杂交信号,并记录目标序列的数量和位置。
FISH检查的优点包括高特异性、高灵敏度、能够准确定位目标序列的位置。
然而,它也存在一些局限性,如需要昂贵的设备和试剂、需要训练有素的技术人员等。
荧光原位杂交目录1荧光原位杂交2荧光原位杂交(FISH)技术详解3荧光原位杂交技术的发展历程1荧光原位杂交简介荧光原位杂交方法是一种物理图谱绘制方法,使用荧光素标记探针,以检测探针和分裂中期的染色体或分裂间期的染色质的杂交。
荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization, FISH)是在20世纪80年代末在放射性原位杂交技术的基础上发展起来的一种非放射性分子细胞遗传技术,以荧光标记取代同位素标记而形成的一种新的原位杂交方法,探针首先与某种介导分子(reporter molecule)结合,杂交后再通过免疫细胞化学过程连接上荧光染料.FISH的基本原理是将DNA(或RNA)探针用特殊的核苷酸分子标记,然后将探针直接杂交到染色体或DNA纤维切片上,再用与荧光素分子偶联的单克隆抗体与探针分子特异性结合来检测DNA序列在染色体或DNA纤维切片上的定性、定位、相对定量分析.FISH具有安全、快速、灵敏度高、探针能长期保存、能同时显示多种颜色等优点,不但能显示中期分裂相,还能显示于间期核.同时在荧光原位杂交基础上又发展了多彩色荧光原位杂交技术和染色质纤维荧光原位杂交技术.。
应用背景对于利用rRNA的荧光原位杂交来说,如下原因可导致较低的荧光信号强度:较低的细胞核糖体含量较低的细胞周边的通透性较低的目标序列可接触性(由于rRNA的折叠产生的构象,有些位置与rRNA分子内其他链或其他rRNA或蛋白紧密接触,从而使探针无法和目标序列杂交)为检验细胞中的目标序列是否容易被探针杂交,及测试最佳杂交温度,可利用“克隆荧光原位杂交”(clone-FISH)进行试验:将rRNA基因结合入质粒,转化至大肠杆菌中表达,构成核糖体,再用荧光标记的探针杂交。
FISH可与流式细胞术联用,对特定荧光标记的细胞进行计数或者分离。
[1]变体酶联荧光原位杂交(CARD-FISH)2荧光原位杂交(FISH)技术详解1974年Evans首次将染色体显带技术和染色体原位杂交联合应用,提高了定位的准确性。
荧光原位杂交实验(FISH)荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization FISH)是一门新兴的分子细胞遗传学技术,是20世纪80年代末期在原有的放射性原位杂交技术的基础上发展起来的一种非放射性原位杂交技术。
目前这项技术已经广泛应用于动植物基因组结构研究、染色体精细结构变异分析、病毒感染分析、人类产前诊断、肿瘤遗传学和基因组进化研究待许多领域。
1实验方法原理:荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization FISH)是一门新兴的分子细胞遗传学技术,是20世纪80年代末期在原有的放射性原位杂交技术的基础上发展起来的一种非放射性原位杂交技术。
目前这项技术已经广泛应用于动植物基因组结构研究、染色体精细结构变异分析、病毒感染分析、人类产前诊断、肿瘤遗传学和基因组进化研究待许多领域。
FISH 的基本原理是用已知的标记单链核酸为探针,按照碱基互补的原则,与待检材料中未知的单链核酸进行异性结合,形成可被检测的杂交双链核酸。
由于DNA分子在染色体上是沿着染色体纵轴呈线性排列,因而可以探针直接与染色体进行杂交从而将特定的基因在染色体上定位。
与传统的放射性标记原位杂交相比,荧光原位杂交具有快速、检测信号强、杂交特异性高和可以多重染色等特点,因此在分子细胞遗传学领域受到普遍关注。
杂交所用的探针大致可以分类三类:1)染色体特异重复序列探针,例如α卫星、卫星III类的探针,其杂交靶位常大于1Mb,不含散在重复序列,与靶位结合紧密,杂交信号强,易于检测;2)全染色体或染色体区域特异性探针,其由一条染色体或染色体上某一区段上极端不同的核苷酸片段所组成,可由克隆到噬菌体和质粒中的染色体特异大片段获得;3)特异性位置探针,由一个或几个克隆序列组成。
探针的荧光素标记可以采用直接和间接标记的方法。
间接标记是采用生物素标记DNA探针,杂交之后用藕联有荧光素亲和素或者链霉亲和素进行检测,同时还可以利用亲和素-生物素-荧光素复合物,将荧光信号进行放大,从而可以检测500bp的片段。
Fish实验FISH-荧光原位杂交实验(原位杂交)实验目的通过实验了解荧光原位杂交技术的基本原理和在生物学、医学领域的应用。
掌握原位杂交技术的操作方法,熟练掌握荧光显微镜的使用方法。
2. 实验原理荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization FISH)是一门新兴的分子细胞遗传学技术,是20世纪80年代末期在原有放射性原位杂交技术的基础上发展起来的一种非放射性原位杂交技术。
目前这项技术已经广泛应用于动植物基因组结构研究、染色体精细结构变异分析、病毒感染分析、人类产前诊断、肿瘤遗传学和基因组进化研究等许多领域。
FISH的基本原理是用已知的标记单链核酸为探针,按照碱基互补的原则,与待检材料中未知的单链核酸进行特异性结合,形成可被检测的杂交双链核酸。
由于DNA分子在染色体上是沿着染色体纵轴呈线性排列,因而可以将探针直接与染色体进行杂交从而将特定的基因在染色体上定位。
与传统的放射性标记原位杂交相比,荧光原位杂交具有快速、检测信号强、杂交特性高和可以多重染色等特点,因此在分子细胞遗传学领域受到普遍关注。
杂交所用的探针大致可以分为三类:1)染色体特异重复序列探针,例如a卫星、卫星III 类的探针,其杂交靶位常大于1Mb,不含散在重复序列,与靶位结合紧密,杂交信号强,易于检测;2)全染色体或染色体区域特异性探针,其由一条染色体或染色体上某一区段上极端不同的核苷酸片段所组成,可由克隆到噬菌体和质粒中的染色体特异大片段获得;3)特异性位置探针,由一个或几个克隆序列组成。
探针的荧光素标记可以采用直接和间接标记的方法。
间接标记是采用生物系标记的dUTP(biotin-dUTP)经过缺口平移法进行标记,杂交之后用藕联的荧光素的抗生物系的抗体进行检测,同时还可以利用几轮抗生物素蛋白—荧光素、生物素化的抗—抗生物素蛋白、抗生物素蛋白—荧光素的处理,将荧光信号进行放大,从而可以检测500bp的片段。
荧光原位杂交(FISH )
实验原理
荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization FISH )是一门新兴的分子细胞遗传学技术,是20世纪80年代末期在原有的放射性原位杂交技术的基础上发展起来的一种非放射性原位杂交技术。
目前这项技术已经广泛应用于动植物基因组结构研究、染色体精细结构变异分析、病毒感染分析、人类产前诊断、肿瘤遗传学和基因组进化研究待许多领域。
FISH 的基本原理是用已知的标记单链核酸为探针,按照碱基互补的原则,与待检材料中未知的单链核酸进行异性结合,形成可被检测的杂交双链核酸。
由于DNA 分子在染色体上是沿着染色体纵轴呈线性排列,因而可以探针直接与染色体进行杂交从而将特定的基因在染色体上定位。
与传统的放射性标记原位杂交相比,荧光原位杂交具有快速、检测信号强、杂交特异性高和可以多重染色等特点,因此在分子细胞遗传学领域受到普遍关注。
杂交所用的探针大致可以分类三类:1)染色体特异重复序列探针,例如α卫星、卫星III 类的探针,其杂交靶位常大于1Mb ,不含散在重复序列,与靶位结合紧密,杂交信号强,易于检测;2)全染色体或染色体区域特异性探针,其由一条染色体或染色体上某一区段上极端不同的核苷酸片段所组成,可由克隆到噬菌体和质粒中的染色体特异大片段获得;3)特异性位置探针,由一个或几个克隆序列组成。
探针的荧光素标记可以采用直接和间接标记的方法。
间接标记是采用生物素标记DNA 探针,杂交之后用藕联有荧光素亲和素或者链霉亲和素进行检测,同时还可以利用亲和素-生物素-荧光素复合物,将荧光信号进行放大,从而可以检测500bp 的片段。
而直接标记法是将荧光素直接与探针核苷酸或磷酸戊糖骨架共价结合,或在缺口平移法标记探针时将荧光素核苷三磷酸掺入。
直接标记法在检测时步骤简单,但由于不能进行信号放大,因此灵敏度不如间接标记的方法。
实验用具及材料 相关溶液的配制
1)20×SSC :175.3g NaCl ,88.2g 柠檬酸钠,加水至1000mL (用10mol/L NaOH 调pH 至7.0)。
2)去离子甲酰胺(DF ):将10g 混合床离子交换树脂加入100mL 甲酰胺中。
电磁搅拌30min ,用Whatman l 号滤纸滤。
3)体积分数70%甲酰胺/2×SSC :35mL 甲酰胺,5mL 20×SSC ,10mL 水。
4)体积分数50%甲酰胺/2×SSC :100mL 甲酰胺,20mL 20×SSC ,80mL 水。
5)体积分数50%硫酸葡聚糖(DS ):65o
C 水浴中融化,4o
C 或-20o
C 保存。
6)杂交液:8µL 体积分数25%DS ,20µL 20×SSC 混合。
(或40µL 体积分数50%DS ,20µL 20×SSC ,40µL
材料及试剂
人的MyoD1(MYF3)基因探针 人外周血中期染色体细胞标本 指甲油 甲酰胺 氯化钠 柠檬酸钠 氢氧化钠 吐温20
用具
恒温水浴锅 培养箱 染色缸 载玻片
Nikon E-400荧光显微镜 盖玻片 封口膜 200µL 移液器 暗盒
ddH2O混合)取上述混合液50µL,与5µL DF混合即成。
其终浓度为体积分数10%DS,2×SSC,体积分数50%DF。
7)PI/antifade溶液
PI原液:先以双蒸水配置溶液,浓度为100µg/mL,取出1mL,加39mL双蒸水,使终浓度为2.5µg/mL。
Antifade原液:以PBS缓冲液配制该溶液,使其浓度为10mg/mL,用0.5mmol/L的NaHCO3调pH值为8.0。
取上述溶液1mL,加9mL甘油,混匀。
PI/antifade溶液:PI与antifade原液按体积比1:9比例充分混匀,-20o C保存备用。
8)DAPI/antifade溶液:用去离子水配制1mL/mg DAPI储存液,按体积比1:300,以antifade溶液稀释成工作液。
9)封闭液I:体积分数5%BSA 3mL,20×SSC 1mL,ddH2O 1mL,Tween20 5µL混合。
10)封闭液II:体积分数5%BSA 3mL,20×SSC 1mL,goat serum 250µL,ddH2O 750µL,Tween20 5µL混合。
11)荧光检测试剂稀释液:体积分数5%BSA 1mL,20×SSC 1mL,ddH2O 3mL,Tween20 5µL混合。
12)洗脱液:100mL 20×SSC,加水至500mL,加Tween20 500µL。
实验方法及步骤
1)探针变性
将探针在75o C恒温水浴中温育5min,立即置0o C,5~10min,使双链DNA探针变性。
2)标本变性
①将制备好的染色体玻片标本于50o C培养箱中烤片2~3h。
(经Giemsa染色的标本需预先在固定液中退色后再烤片)。
②取出玻片标本,将其浸在70~75o C的体积分数70%甲酰胺/2×SSC的变性液中变性2~3min。
③立即按顺序将标本经体积分数70%、体积分数90%和体积分数100%冰乙醇系列脱水,每次5min,然后空气干燥。
3)杂交
将已变性或预退火的DNA探针10μL 滴于已变性并脱水的玻片标本上,盖上18×18盖玻片,用Parafilm 封片,置于潮湿暗盒中37o C杂交过夜(约15~17h)。
由于杂交液较少,而且杂交温度较高,持续时间又长,因此为了保持标本的湿润状态,此过程在湿盒中进行。
4)洗脱
此步骤有助于除去非特异性结合的探针,从而降低本底。
(1)杂交次日,将标本从37o C温箱中取出,用刀片轻轻将盖玻片揭掉。
(2)将已杂交的玻片标本放置于已预热42~50o C的体积分数50%甲酰胺/2×SSC中洗涤3次,每次5min。
(3)在已预热42~50o C的1×SSC中洗涤3次,每次5min。
(4)在室温下,将玻片标本于2×SSC中轻洗一下。
(5)取出玻片,自然干燥。
(6)取200μL复染溶液(PI/antifade或DAPI/antifade染液)滴加在玻片标本上,盖上盖玻片。
5)杂交信号的放大(适用于使用生物素标记的探针)
(1)在玻片的杂交部位加150μL封闭液I,用保鲜膜覆盖,37o C温育20min。
(2)去掉保鲜膜,再加150μL avidin-FITC于标本上,用保鲜膜覆盖,37o C继续温育40min。
(3)取出标本,将其放入已预热42~50o C的洗脱液中洗涤3次,每次5min。
(4)在玻片标本的杂交部位加150μL封闭液II,覆盖保鲜膜,37o C温育20min。
(5)去掉保鲜膜,加150μL antiavidin于标本上,覆盖新的保鲜膜,37o C温育40min。
(6)取出标本,将其放入已预热42~50o C的新洗脱液中,洗涤3次,每次5min。
(7)重复步骤(1)、(2)、(3),再于2×SSC中室温清洗一下。
(8)取出玻片,自然干燥。
(9)取200μL PI/antifade染液滴加在玻片标本上,盖上盖玻片。
6)封片
可采用不同类型的封片液。
如果封片液中不含有Mowiol(可使封片液产生自封闭作用),为防止盖片与载片之间的溶液挥发,可使用指甲油将盖片周围封闭。
封好的玻片标本可以在—20~—70o C的冰箱中的暗盒中保持数月之久。
7)荧光显微镜观察FISH结果
先在可见光源下找到具有细胞分裂相的视野,然后打开荧光激发光源,FITC的激发波长为490nm。
细胞被PI染成红色,而经FITC标记的探针所在的位置发出绿色荧光。
所用不同荧光材料的激发光和发射光波长及滤光镜选择。