PCR的反應體系及其原理
瀏覽次數:1101 發布日期:2023-1-17
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PCR(聚合酶鏈式反應)是一種用于放大擴增特定的DNA片段的分子生物學技術,它可看作是生物體外的特殊DNA復制,PCR的最大特點是能將微量的DNA大幅增加。
PCR的反應體系:
1、PCR反應五要素:參加PCR反應的物質主要有五種:引物、酶、dNTP、模板和緩沖液。
2、引物有多種設計方法,由PCR在實驗中的目的決定,但基本原則相同。
3、PCR所用的酶主要有兩種來源:Taq和Pfu,分別來自兩種不同的噬熱菌。其中Taq擴增效率高但易發生錯配。Pfu擴增效率弱但有糾錯功能。所以實際使用時根據需要必須做不同的選擇。
4、模板即擴增用的DNA,可以是任何來源,但有兩個原則,第一純度必須較高,第二濃度不能太高以免抑制。
5、緩沖液的成分最為復雜,除水外一般包括四個有效成分:緩沖體系,一般使用HEPES或MOPS緩沖體系;一價陽離子,一般采用鉀離子,但在特殊情況下也可使用銨根離子;二價陽離子,即鎂離子,根據反應體系確定,除特殊情況外不需調整;輔助成分,常見的有DMSO、甘油等,主要用來保持酶的活性和幫助DNA解除纏繞結構。
PCR反應具有以下特點:
1、特異性強:
PCR反應中,引物與模板的結合及引物鏈的延伸是遵循堿基配對原則的。聚合酶合成反應的忠實性及TaqDNA聚合酶耐高溫性,使反應中模板與引物的結合(復性)可以在較高的溫度下進行,結合的特異性大大增加,被擴增的靶基因片段也就能保持很高的準確度。再通過選擇特異性和保守性高的靶基因區,也使其具有很高的特異性程度。
2、靈敏度高:
PCR產物的生成量是以指數方式增加的,能將皮克(pg=10-12)量級的起始待測模板擴增到微克(μg=-6)水平。能從100萬個細胞中檢出一個靶細胞;在病毒的檢測中,PCR的靈敏度可達3個RFU(空斑形成單位);在細菌學中最小檢出率為3個細菌。
3、簡便、快速:
PCR反應用耐高溫的Taq DNA聚合酶,一次性地將反應液加好后,即在DNA擴增液和水浴鍋上進行變性-退火-延伸反應,一般在2~4 小時完成擴增反應。擴增產物一般用電泳分析,不一定要用同位素,無放射性污染、易推廣。
4、核酸純度要求低:
不需要分離病毒或細菌及培養細胞,DNA 粗制品及RNA均可作為擴增模板。可直接用臨床標本如血液、體腔液、洗嗽液、毛發、細胞、活組織等DNA擴增檢測。