qPCR实验常见问题及解决方式

文摘   2024-04-01 10:44   山东  

PCR是聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction)的简称,是一种选择性体外快速扩增DNA片段的方法。在体外以类似于细胞内DNA的半保留复制过程,以拟扩增的模板DNA分子,与模板DNA互补的寡核苷酸引物、DNA聚合酶、4种dNTP及适合的缓冲体系组成的反应体系,经过重复地变性一退火一延伸三步,扩增新的目的DNA链,这个过程通过控制反应体系的温度来实现。可以在短时间内将微量的DNA片段扩增到足够数量,用于后续的研究和检测。


rtPCR的流程:RNA提取--反转录(RNA-cDNA)--PCR(变性-退火-延伸,需考虑PCR引物设计、PCR酶、PCR反应体系及程序设置)--PCR产物检测(主要是RNA的表达)。


PART.01
如何判断数据有效性

通常需要结合扩增曲线,溶解曲线,标准曲线来进行综合分析。

 1. 扩增曲线应呈现出平滑的S型曲线,起始无扩增,起峰时间正常,能达到平台期。由扩增曲线得到的Ct值是判断实验成功与否的重要参考,一般建议,阳性结果(科研)调整到15-30之间,阴性对照Ct>35, 内参基因一般小于20,且样品间内参的Ct值差不超过1,表明内参基因表达量稳定,复孔Ct值标准偏差不超过0.5。 


2.溶解曲线应呈现单峰,峰的宽度较小,表明是特异性扩增。


3. 标准曲线的斜率范围-3.58~-3.10,对应引物的扩增效率90%~110%,R2代表线性拟合度,一般大于0.98。 

图4. 标准曲线 

PART.02
qPCR常见问题及解决方案

01
扩增曲线不稳定


可能原因

RNA纯度低;体系中存在较多杂质;仪器使用时间过长。 

解决方案


1)提取高纯度的RNA,小心操作。
2)对仪器进行校准。

02
扩增无法达到平台期
         
       图6. 扩增曲线未达到平台期

可能原因
i

模板浓度太低;循环数太少;试剂扩增效率低。

解决方案


1) 提高模板量 
2) 提高循环数
3) 用标准曲线测定扩增效率,提高镁离子浓度,换用扩增效率高的试剂。 

03
荧光下降


可能原因

存在降解;模板浓度过高。 

解决方案

1) 提高体系纯度
2) 降低模板量
3) 降低荧光阈值

04
单峰、峰不尖锐


可能原因


与试剂成分有关;或存在大小相近的非特异性扩增。

解决方案


1) 温度跨度不高于7度,视为可用结果
2) 进行高浓度琼脂糖电泳,确认是否为单一条带。

05
单峰,Tm低于80度


可能原因


只有引物二聚体,无目的条带;或扩增片段过短。

解决方案


1) 检查是否加入模板
2) 进行琼脂糖电泳检测,确定条带大小是否正确 

06
双峰,较低峰Tm在80度之前


可能原因


由于模板浓度过低或引物浓度过高使多余引物形成引物二聚体。 

解决方案


1) 适当提高退火温度
2) 提高模板量,降低引物浓度
3) 重新设计引物。 

07
严重双峰,Tm都在80度以后

可能原因

引物特异性过差或交叉污染。

解决方案


1) BLAST检查引物特异性,重新设计引物
2) 在超净台中,换用移液器分别加入引物,避免交叉污染。 

08
其他非正常熔解曲线


可能原因


应体系污染、试剂失效;耗材与仪器不匹配,检测通道不正确;仪器长时间未做矫正。

解决方案


1) 在无模板洁净区内配制体系
2) 避免将试剂暴露在强光或高温下
3) 避免试剂过期
4) 做好阳性、阴性对照
5) 选用与仪器匹配的耗材
6) 定期请工程师进行仪器校准

09
标准曲线线性关系不佳

 
可能原因


加样误差;标准品降解;模板浓度高或有抑制物;引物或探针不 佳;PCR酶灵敏度不高及活力下降。

解决方法


1) 标准品加样体积大于2微升、引物预混后再分复孔,定期校正移液器,尽量选择硅化枪头,使用文库稀释液稀释标准品,降低耗材管壁对DNA吸附。
2) 避免反复冻融、电泳检测发现降解后重新制备稀释标准品。
3) 改变稀释精度,增加稀释梯度。
4) 重新设计引物和探针。
5) 更换灵敏度更高,线性关系更好的试剂,校正-20℃冰箱,使用时将酶置于冰上。

10
无CT值出现

可能原因


1) 检测荧光信号的步骤有误
2) 引物或探针降解
3) 模板量不足
4) 模板降解

解决方案


1)一般SybrGreen法采用72℃延伸时采集信号, Taqman法则一般在退火结束时或延伸结束采集信号。
2)可通过PAGE电泳检测其完整性。
3)对未知浓度的样品应从系列稀释样本的最高浓度做起。
4)对未知浓度的样品应从系列稀释样本的最高浓度做起。

PART.03
qPCR注意事项

  • 提高样品纯度,尽量减少样品之间的交叉污染。

  • 每个样品至少要做3个平行孔,以防在 后面的数据分析中,由于Ct相差较多或者SD太大,无法进行统计分析。

    MasterMix不要反复冻融,如果经常使用,最好融解后放 在4℃;配置体系时在冰上操作;减少加样误差,每管或每孔都要换新枪头,不要连续用同一个枪头加样;所有成分加完后,离心去除气泡。
    本文来源:super lab

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