注意] 1、整个操作要带口罩及一次性手套,并尽可能在低温下操作。
另外,提取上清这步一定要小心,靠近沉淀的部分一定要舍得不要,要不然会有蛋白质污染,影响比值 2、加氯仿前的匀浆液可在-70℃保存一个月以上,RNA沉淀在70%乙醇中可在4℃保存一周,-20℃保存一年。 总mRNA的提取(自己的经验) 一、关于Trizol Reagent需要的试剂 1. Chloroform:氯仿 (分析纯) 2. Isoproplyl alcohol:异丙醇(分析纯) 3. 75% Ethanol(in DEPC-treated water):75%乙醇。
要求用分析纯无水乙醇并用0.01%的DEPC处理过的无Rnase的水稀释。 4. RNase-free water:无Rnase的水。
方法是:将DEPC按0.01%(V/V)加在d H2O中500ml(50ul),在37℃过夜,并高压灭菌即得(150℃ 3小时) 5. 一次性塑料手套 6. 注意:DEPC有致癌之嫌 二、关于Trizol Reagent的使用过程: 1. Homogenization(匀浆) a. Tissues:组织 每100mg组织匀浆加1mlTrizol试剂,样品体积不能超过Trizol试剂的10%。 b. Cells Grown in monolayer(单层细胞接毒后出现病变的) 针对JEV细胞总RNA的抽提法: BHK21细胞长成单层后,接毒0.5-1ml(采用大瓶),37℃吸附1h,倒掉,加维持液(含2%的血清和HEPE8的MEM)约5ml,维持天。
出 现75%-100%的病变时,以PBS(预冷)冲洗细胞两次,直接在细胞瓶中加入Trizol试剂1ml/10cm2,吹吸几次,以裂解细胞(细胞瓶有两 种常用规格:大的约45cm2,小的约30cm2,故所用Trizol试剂分别约为4.5ml和3ml。Trizol试剂的加入是依细胞瓶而定,以盖满瓶 底为度,而不是依据细胞的数量,否则可导致DNA的污染)具体方法如下:(样品一定要新鲜) (1) 组织接入预冷的EP管中,加入Trizol试剂1ml/10cm2(量一定要加足,否则易污染),混匀,吹吸几次,以破裂细胞,置室温5min,以使核蛋白复合物彻底分离。
(2) 加氯仿0.2ml(每1ml Trizol试剂加入氯仿0.2ml),盖好,剧烈震荡15s,置室温2-3分钟。 (3) 4℃离心,10000g*15min,离心后,混合物将分离为底层为浅红的、中层为酚-氯仿相、上层为无色的水相。
RNA包含在水相中,水相的体积约相当于所加的Trizol试剂量的60%。 (4) 仔细吸取上层水相,移至另一EP管中。
(5) 加0.5ml异丙醇,以沉淀RNA(每1ml Trizol试剂加入0.5ml异丙醇),置室温10min。 (6) 4℃离心,10000g*10min。
RNA沉淀为一层如凝胶样透明的小块附在管底和管壁。 (7) 弃上清液,加入预冷的75%乙醇1ml(每1ml Trizol试剂加入75%乙醇至少1ml),震荡,充分洗涤沉淀,4℃离心,5500g*5min。
弃上清液,空气干燥(或真空干燥)后,沉淀重悬于无 Rnase dH2O中,吹吸几次,55℃-60℃作用10分钟以溶解RNA,-70℃保存备用。 (8) 抽提出的细胞总RNA干燥后加水50ul,取10ul加无Rnase水990ul,稀释100倍成1ml。
于0.5cm厚的石英比色杯中,以无Rnase水为对照,在721型紫外分光光度计下检测,结果应为:A260/280 ratio。
1. 引物的质量是保证PCR特异性的关键,引物过长或过短均会使特异性降低,以18~30bp为宜;引物中C+G含量宜在50%左右;引物内部和引物之间不应含有互补序列;引物的碱基顺序与非扩增区域的同源性应小于70%;引物的3'末端与模板DNA一定要配对,但末端没有严格的限制,故引物设计时可在5'末端加上限制性内切酶位点和/或启动密码ATG等;引物合成后必须纯化以去除合成产物中的不完整序列、脱嘌呤产物、碱基修饰链等“杂质”;引物的终浓度一般为0.2~0.5μmol/L,过低会影响反应产量,过高会增加引物二聚或错配的几率。
2. Taq DNA聚合酶具有5'→3'聚合酶活性和5'→3'外切酶活性,但无3'-5'外切酶活性,因此对单核苷酸的错配无校正功能,发生碱基错配的几率为 2.1*10-4左右。然而Taq DNA聚合酶的优势在于反应产量高于其他DNA聚合酶。Stratagene推出的Pfu DNA聚合酶一直是研究人员心目中最好的高保真酶,而Pfu DNA聚合酶经基因工程改造后,新创出的Pfu Ultra具有更佳的校验活力。数据显示Pfu UltraTM高保真DNA聚合酶的平均错配率为Pfu DNA聚合酶的1/3,为Taq DNA聚合酶的1/18,是目前保真度最高的PCR酶(保真度=1/错误率) (数据来源:美国冷泉港实验室)。
3. Mg2+浓度也是影响反应效率和特异性的重要因素之一。Taq DNA聚合酶对Mg2+浓度非常敏感,Mg2+可与模板DNA、引物及dNTP等的磷酸根结合,不同反应体系中应适当调整MgCl2的浓度,一般以比 dNTP总浓度高出0.5~1.0mmol/L为宜,Mg2+过量能增加非特异扩增。
4. dNTP的浓度过高会增加碱基的错误掺入率,使反应特异性下降;过低则会导致反应速度下降。使用时4种dNTP必须以等当量浓度配制,均衡的dNTP有利于减少错配误差和提高使用效率。
5. 温度循环参数中应特别注意复性温度,它决定引物与模板的特异性结合。退火复性温度可根据引物的长度,通过Tm=4(G+C)+2(A+T) 计算得到。在Tm允许的范围内,选择较高的退火温度可大大减少引物与模板之间的非特异结合。
6. 减低污染的常规措施:①将PCR试剂、PCR产物及其他分子生物学试剂分开放置;②应保持样品制备、PCR反应液配制与PCR产物分析三个工作区的独立性;③使用阳性和阴性对照;④使用最高质量的水配制PCR实验的所有反应试剂;⑤配制好的PCR反应试剂应分成小包装储存,每个包装仅用于单次实验;⑥制备样品、配制试剂及反应液时必须戴手套;⑦实验前一定要认真清洁加样器等。
PCR产物的电泳检测时间 一般为48h以内,有些最好于当日电泳检测,大于48h后带型不规则甚致消失。
假阴性,不出现扩增条带 PCR反应的关键环节有①模板核酸的制备,②引物的质量与特异性,③酶的质量及, ④PCR循环条件。寻找原因亦应针对上述环节进行分析研究。
模板:①模板中含有杂蛋白质,②模板中含有Taq酶抑制剂,③模板中蛋白质没有消 化除净,特别是染色体中的组蛋白,④在提取制备模板时丢失过多,或吸入酚。⑤模 板核酸变性不彻底。
在酶和引物质量好时,不出现扩增带,极有可能是标本的消化处 理,模板核酸提取过程出了毛病,因而要配制有效而稳定的消化处理液,其程序亦应 固定不宜随意更改。 酶失活:需更换新酶,或新旧两种酶同时使用,以分析是否因酶的活性丧失或不够而 导致假阴性。
需注意的是有时忘加Taq酶或溴乙锭。 引物:引物质量、引物的浓度、两条引物的浓度是否对称,是PCR失败或扩增条带不 理想、容易弥散的常见原因。
有些批号的引物合成质量有问题,两条引物一条浓度 高,一条浓度低,造成低效率的不对称扩增,对策为:①选定一个好的引物合成单 位。②引物的浓度不仅要看OD值,更要注重引物原液做琼脂糖凝胶电泳,一定要有引物条带出现,而且两引物带的亮度应大体一致,如一条引物有条带,一条引物无条带,此时做PCR有可能失败,应和引物合成单位协商解决。
如一条引物亮度高,一条亮度低,在稀释引物时要平衡其浓度。③引物应高浓度小量分装保存,防止多次冻融或长期放冰箱冷藏部分,导致引物变质降解失效。
④引物设计不合理,如引物长度不够,引物之间形成二聚体等。 Mg2+浓度:Mg2+离子浓度对PCR扩增效率影响很大,浓度过高可降低PCR扩增的特 异性,浓度过低则影响PCR扩增产量甚至使PCR扩增失败而不出扩增条带。
反应体积的改变:通常进行PCR扩增采用的体积为20ul、30ul、50ul。或100ul,应用多 大体积进行PCR扩增,是根据科研和临床检测不同目的而设定,在做小体积如20ul 后,再做大体积时,一定要模索条件,否则容易失败。
物理原因:变性对PCR扩增来说相当重要,如变性温度低,变性时间短,极有可能出现假阴性;退火温度过低,可致非特异性扩增而降低特异性扩增效率退火温度过高影响引物与模板的结合而降低PCR扩增效率。有时还有必要用标准的温度计,检测一下扩增仪或水溶锅内的变性、退火和延伸温度,这也是PCR失败的原因之一。
靶序列变异:如靶序列发生突变或缺失,影响引物与模板特异性结合,或因靶序列某 段缺失使引物与模板失去互补序列,其PCR扩增是不会成功的。 假阳性 出现的PCR扩增条带与目的靶序列条带一致,有时其条带更整齐,亮度更高。
引物设计不合适:选择的扩增序列与非目的扩增序列有同源性,因而在进行PCR扩增时,扩增出的PCR产物为非目的性的序列。靶序列太短或引物太短,容易出现假阳性。
需重新设计引物。 靶序列或扩增产物的交叉污染:这种污染有两种原因:一是整个基因组或大片段的交叉污染,导致假阳性。
这种假阳性可用以下方法解决:操作时应小心轻柔,防止将靶序列吸入加样枪内或溅出离心管外。除酶及不能耐高温的物质外,所有试剂或器材均应高压消毒。
所用离心管及样进枪头等均应一次性使用。必要时,在加标本前,反应管和试剂用紫外线照射,以破坏存在的核酸。
二是空气中的小片段核酸污染,这些小片段比靶序列短,但有一定的同源性。可互相拼接,与引物互补后,可扩增出PCR产物,而导致假阳性的产生,可用巢式PCR方法来减轻或消除。
出现非特异性扩增带 PCR扩增后出现的条带与预计的大小不一致,或大或小,或者同时出现特异性扩增带 与非特异性扩增带。非特异性条带的出现,其原因:一是引物与靶序列不完全互补、或引物聚合形成二聚体。
二是Mg2+离子浓度过高、退火温度过低,及PCR循环次数 过多有关。其次是酶的质和量,往往一些来源的酶易出现非特异条带而另一来源的酶 则不出现,酶量过多有时也会出现非特异性扩增。
其对策有:必要时重新设计引 物。减低酶量或调换另一来源的酶。
降低引物量,适当增加模板量,减少循环次 数。适当提高退火温度或采用二温度点法(93℃变性,65℃左右退火与延伸)。
出现片状拖带或涂抹带 PCR扩增有时出现涂抹带或片状带或地毯样带。其原因往往由于酶量过多或酶的质量 差,dNTP浓度过高,Mg2+浓度过高,退火温度过低,循环次数过多引起。
其对策有:减少酶量,或调换另一来源的酶。②减少dNTP的浓度。
适当降低Mg2+浓 度。增加模板量,减少循环次数。
PCR是一种体外DNA 扩增技术,是在模板DNA、引物和4种脱氧核苷酸存在的条件下,依赖于DNA聚合酶的酶促合反应,将待扩增的DNA片段与其两侧互补的寡核苷酸链引物经“高温变性——低温退火——引物延伸”三步反应的多次循环,使DNA片段在数量上呈指数增加,从而在短时间内获得我们所需的大量的特定基因片段。
在环境检测中,靶核酸序列往往存在于—个复杂的混合物如细胞提取液中,且含量很低,对于探测这种复杂群体中的特异微生物或某个基因,杂交就显得不敏感。使用PCR技术可将靶序列放大几个数量级,再用探针杂交探测对被扩增序列作定性或定量研究分析微生物群体结构。PCR技术常与其他技术结合起来使用, 如RT-PCR、竞争PCR、槽式PCR、RAPf)、ARDRA等。
RT-PCR不仅能检测出不能培养微生物,还能测量mRNA基因的转录水平。
竞争性PCR是一种定量PCR,通过向PCR反应体系中加入人工构建的带有突变的竞争模板、控制竞争模板的浓度来确定目的模板的浓度,对目的模板作定量研究。
将PCR技术和限制酶切技术结合使用,用限制酶酶切目的基因的PCR扩增产物,通过对酶切产物的分析,探测该基因的多态性。
RAPD(randomly amplified polymorphic DNA, RAPD)也是应用比较广泛的一项技术。RAPD是用那些对某—特定基因的非特异性的引物来扩增某些片段。RAPD分析用于探测含有混合微生物种群的各种生物反应器中的微生物多样性。用RAPD分析所得到的基因组指纹图谱在比较一段时间内微生物种群的变化以及比较小试规模和中试规模的反应器方面是有用的,但还不足以用来估测群落的生物多样性。
1. 引物的质量是保证PCR特异性的关键,引物过长或过短均会使特异性降低,以18~30bp为宜;引物中C+G含量宜在50%左右;引物内部和引物之间不应含有互补序列;引物的碱基顺序与非扩增区域的同源性应小于70%;引物的3'末端与模板DNA一定要配对,但末端没有严格的限制,故引物设计时可在5'末端加上限制性内切酶位点和/或启动密码ATG等;引物合成后必须纯化以去除合成产物中的不完整序列、脱嘌呤产物、碱基修饰链等“杂质”;引物的终浓度一般为0.2~0.5μmol/L,过低会影响反应产量,过高会增加引物二聚或错配的几率。
2. Taq DNA聚合酶具有5'→3'聚合酶活性和5'→3'外切酶活性,但无3'-5'外切酶活性,因此对单核苷酸的错配无校正功能,发生碱基错配的几率为 2.1*10-4左右。然而Taq DNA聚合酶的优势在于反应产量高于其他DNA聚合酶。
Stratagene推出的Pfu DNA聚合酶一直是研究人员心目中最好的高保真酶,而Pfu DNA聚合酶经基因工程改造后,新创出的Pfu Ultra具有更佳的校验活力。数据显示Pfu UltraTM高保真DNA聚合酶的平均错配率为Pfu DNA聚合酶的1/3,为Taq DNA聚合酶的1/18,是目前保真度最高的PCR酶(保真度=1/错误率) (数据来源:美国冷泉港实验室)。
3. Mg2+浓度也是影响反应效率和特异性的重要因素之一。Taq DNA聚合酶对Mg2+浓度非常敏感,Mg2+可与模板DNA、引物及dNTP等的磷酸根结合,不同反应体系中应适当调整MgCl2的浓度,一般以比 dNTP总浓度高出0.5~1.0mmol/L为宜,Mg2+过量能增加非特异扩增。
4. dNTP的浓度过高会增加碱基的错误掺入率,使反应特异性下降;过低则会导致反应速度下降。使用时4种dNTP必须以等当量浓度配制,均衡的dNTP有利于减少错配误差和提高使用效率。
5. 温度循环参数中应特别注意复性温度,它决定引物与模板的特异性结合。退火复性温度可根据引物的长度,通过Tm=4(G+C)+2(A+T) 计算得到。
在Tm允许的范围内,选择较高的退火温度可大大减少引物与模板之间的非特异结合。6. 减低污染的常规措施:①将PCR试剂、PCR产物及其他分子生物学试剂分开放置;②应保持样品制备、PCR反应液配制与PCR产物分析三个工作区的独立性;③使用阳性和阴性对照;④使用最高质量的水配制PCR实验的所有反应试剂;⑤配制好的PCR反应试剂应分成小包装储存,每个包装仅用于单次实验;⑥制备样品、配制试剂及反应液时必须戴手套;⑦实验前一定要认真清洁加样器等。
实验操作注意事项 尽管扩增序列的残留污染大部分是假阳性反应的原因,样品间的交叉污染也是原因之一。因此,不仅要在进行扩增反应是谨慎认真,在样品的收集、抽提和扩增的所有环节都应该注意:
1. 戴一次性手套,若不小心溅上反应液,立即更换手套;
2. 使用一次性吸头,严禁与PCR产物分析室的吸头混用,吸头不要长时间暴露于空气中,避免气溶胶的污染;
3. 避免反应液飞溅,打开反应管时为避免此种情况,开盖前稍离心收集液体于管底。若不小心溅到手套或桌面上,应立刻更换手套并用稀酸擦拭桌面;
4. 操作多份样品时,制备反应混合液,先将dNTP、缓冲液、引物和酶混合好,然后分装,这样即可以减少操作,避免污染,又可以增加反应的精确度;
5. 最后加入反应模板,加入后盖紧反应管;
6. 操作时设立阴阳性对照和空白对照,即可验证PCR反应的可靠性,又可以协助判断扩增系统的可信性;
7. 尽可能用可替换或可高压处理的加样器,由于加样器最容易受产物气溶胶或标本DNA的污染,最好使用可替换或高压处理的加样器。如没有这种特殊的加样器,至少PCR操作过程中加样器应该专用,不能交叉使用,尤其是PCR产物分析所用加样器不能拿到其它两个区;
8. 重复实验,验证结果,慎下结论。
1、必须在无菌无尘环境下进行操作;
2、检测人员必须通过国家临检中心业务培训并取得合格证书;
3、必须拥有标准的的PCR荧光实验室;
4、后PCR区PCR完成以后,应该留出一个专门用于反应后处理样品的地方。
扩展资料
PCR实验特点:
1、灵敏度高:PCR实验产物的生成量是以指数方式增加的,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;在细菌学中最小检出率为3个细菌。
2、简便、快速:PCR实验反应一般在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。
3、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。
参考资料来源:百度百科-PCR实验室
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