荧光定量PCR技术是在普通PCR技术基础上建立起来的一种利用标准曲线对未知模板进行定量分析的方法.它特异性强,灵敏度高,操作简便,快速高效,在疾病诊断,食品检测,环境监测以及生物学研究等方面具有广泛的应用前景.在阐述荧光定量PCR技术原理的基础上,系统论述了该技术在各方面的应用.
PCR 扩增时,在加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针。该探针为一直线型的寡核苷酸,两端分别标记一个荧光报告基团和一个荧光淬灭基团,探针完整时,报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收, PCR 仪检测不到荧光信号; PCR 扩增时(在延伸阶段), Taq 酶的 5' - 3' 外切酶活性将探针酶切降解,使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离,从而荧光监测系统可接收到荧光信号,即每扩增一条 DNA 链,就有一个荧光分子形成,实现了荧光信号的累积与 PCR 产物形成完全同步,这也是定量的基础所在。
荧光定量PCR应用广泛
• 可以对各种基因的表达进行定量分析,如:同一基因在不同组织中的表达差异、同一基因在不同药物处理后的表达差异、转基因食品的检测。过去常用的高通量筛选基因表达差异的技术是 cDNA 芯片和差异显示,但这两种技术的缺点是只能定性而非完整意义上的定量分析。实时 PCR 技术和高通道实时 PCR 仪的出现,无疑为这种检测提供了大的方便。
• 可以进行点突变分析和等位基因分析,用不同的荧光报告基团标记 Taqman 探针,然后分别与野生型和突变型杂交,如果一种荧光信号明显强于另一种荧光信号,则表明它是纯合子;如果两种荧光信号都明显增强,则表明它是杂合子。另外分子信标( Molecular Beacon)就是专门为这种技术设计的探针。
• 可以进行单核苷酸多态性的分析,检测单核苷酸多态性对于研究个体对不同疾病的易感性或者个体对特定药物的不同反应有着重要的意义,因分子信标结构的巧妙性,一旦 SNP 的序列信息是已知的,采用这种技术进行高通量的 SNP 检测将会变得简单而准确。
• 可以进行 DNA 甲基化检测, DNA 甲基化同人类的许多疾病有关,特别是癌症, Laird 报道了一种称作 Methylight 的技术,在扩增之前先处理 DNA ,使得未甲基化的胞嘧啶变成尿嘧啶,而甲基化的胞嘧啶不受影响,用特异性的引物和 Taqman 探针来区分甲基化和非甲基化的 DNA ,这种方法不仅方便而且灵敏度更高。
• 对传染性疾病进行定量定性分析,这在我国应用比较广泛,大家比较熟悉。许多生产临床PCR 试剂的厂商已经陆续推出了一系列的诊断试剂,如:肝炎系列、性病系列、肿瘤系列等等。