pcr实验原理及注意事项

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PCR疑难解答
当PCR结果不甚满意时,首先检查以下几方面并遵照执行: 
将PCR反应的试管与反应板紧贴。 
当酶反应混合物以70“热启动”开始循环时,切记在加入酶后稍微振荡一下,因为在的PCR管中不能均匀传热。 
不要随意减少dNTP的用量,它是一个系统的因素,必须与其它成份保持平衡。 
对于有问题的PCR反应,例如模板的量少,模板不纯和环状模板等,先尝试加Taq酶前的体系进行预变性,后加模板进行正常PCR扩增 
没有扩增产物: 
在提供MgCl2缓冲液中,以L为梯度增加MgCl2浓度;无MgCl2的缓冲液以 mmol/L为梯度增加MgCl2浓度。 
泳道中出现模糊条带,如果DNA模板中存在RNA,则按上述提示浓度补加MgCl2,因为在PCR反应中可能缺少游离的Mg2+。 
检查退火温度和变性条件,如果有需要的话,可降低退火温度。 
检查模板和引物的用量。 
增加循环次数和/或模板DNA的用量。 
稻壳灰泳道中出现模糊条带: 
减少循环次数或模板DNA的用量。 
提高退火温度,但不要超过68 
重新设计引物或设计更长的引物。 
其他值得注意的条件: 
建议使用薄壁管。厚壁管在92时不能有效地使模板变性。 
吹管系数
最佳反应体积为50ml,推荐用30ml矿物油覆盖(对盖子加热的PCR仪可以不加)。 
大多数反应中,(~1ml)的酶量在大多数情况下可以得到满意的结果。 
建议使用L MgCl2350mmol/L dNTP或L MgCl2500mmol/L dNTP组合的混合物。然而要得到最佳结果,优化Mg2+的浓度是必需的。 
基因组DNA模板的质量显著影响PCR反应。因此推荐使用琼脂糖凝胶电泳来检测DNA的长度。DNA片段长度可以超过50kb,传统的基因组DNA能扩增片段至10kb。 
解释权要扩增更长的片段应使用超纯或高分子量的DNA。请查阅高分子量DNA提取操作过程相关文献。 
降低二级结构和引物二聚物形成的可能性。进行长片段PCR扩增时,引物长度一般为24~34个核苷酸,溶点在60~68间。使用这类引物可提高PCR反应的退火温度来增加反应的特异性。这点非常重要,长片段扩增的效果往往受到非特异性短片段优先扩增的影响。 
变性:第一步变性在94下进行2分钟。在循环过程中尽可能缩短变性时间(94下进行20--30秒),除非模板中富含GC,则95下变性30秒。这可以防止DNA脱嘌啉和链断裂,对于所需扩增的基因组DNA片段终长度超过12 kb时,应该尽可能的降低变性温度。 
延伸:68--72下进行延伸操作。 
循环延伸:尽量采用循环延伸的条件,若PCR仪无此功能,则必须增加延伸的时间,例如在扩增10kb片断时,延伸时间用10分钟替代原来的8分钟。 
长片断PCR系统扩增的片断其3’-末端带有一个突出的A,因此建议采用T/A克隆。若要进行平端可隆,可用Klenow酶和T4 DNA多聚酶将PCR产物补平后再进行。 
测序时因酶的混合物带有3’→5’外切酶活性,用Sanger方法进行测序不能产生均一的(染体)带型。 
在无菌的或离心管中按下列操作程序加样:
反应物 加样顺序 体积(μl) 终浓度巴尔扎克和他的老师
去离子水 1
10×Buffer B 2 5 1×
10×PCR Buffer成分
Tris-HCl  100 mM
KCl500 mM
MgCl15 mM
4×dNTP混合物 3 5 各200μmol/L 
MgCl2 4 3 L
有义引物 5  μmol/L
反义引物 6  μmol/L
模板 7 2 μg
TaqDNA聚合酶 8  1unit
2.  用微量可调加样器和一次性Tip向每一管中加50μl矿物油。每加一管换一次Tip。
3.  振荡每只管,然后短暂离心。
4.  将管放到预热的热循环中,按下列程序开始循环:
预变性 94 4分钟 1次
变性 94 1分钟
退火 37-65 1分钟
延伸 72 1分钟
循环30次
终延伸 72 7分钟 1次
保存 4 
讨论
1.假阴性,不出现扩增条带
  PCR反应的关键环节有模板核酸的制备,引物的质量与特异性,酶的质量,PCR循环条件。寻原因亦应针对上述环节进行分析研究。
  模板:模板中含有Taq酶抑制剂,在提取制备模板时丢失过多,或吸入酚。模板核酸变性不彻底。在酶和引物质量好时,不出现扩增带,有可能是模板核酸提取过程出了毛病,可使用阳性对照的DNA模板配合检查模板质量。
  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。
  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:选定一个好的引物合成单位。辽宁五点一线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。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,导致引物变质降解失效。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。
米兰昆德拉
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。
2.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。
3.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)。
4.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。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技术类似于DNA的天然复制过程,其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成:模板DNA的变性:模板DNA经加热至93左右一定时间后,使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备;模板DNA与引物的退火(复性):模板DNA经加热变性成单链后,温度降至55左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合;引物的延伸:DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下,以dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链重复循环变性--退火--延伸三过程,就可获得更多的“半保留复制链”,而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2~4分钟,2~3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。到达平台期(Plateau)所需循环次数取决于样品中模板的拷贝。

本文发布于:2023-08-16 09:35:23,感谢您对本站的认可!

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标签:引物   扩增   模板   序列   循环   反应   特异性   变性
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