PCR技術(shù)已經(jīng)在生物學(xué)研究和臨床醫(yī)學(xué)檢驗領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,PCR技術(shù)也日臻完善。PCR技術(shù)操作簡便,特異性強,敏感度*,正因為敏感度高,很容易受其他因素的影響,因此要得到準(zhǔn)確可靠的反應(yīng)結(jié)果,需根據(jù)不同的模板,摸索的條件,配制出PCR反應(yīng)試劑。
聚合酶鏈反應(yīng)必須具備下述基本條件:①模板核酸(DNA或RNA),②人工合成的寡核苷酸引物,③合適的緩沖體系,④鎂離子,⑤三磷酸脫氧核苷酸,⑥耐熱dna聚合酶,RNA反轉(zhuǎn)錄酶及RNA酶抑制劑(RNasin),⑦溫度循環(huán)參數(shù)(變性、復(fù)性和延伸的溫度與時間及循環(huán)次數(shù))。
1.模板的選擇
PCR反應(yīng)用DNA(單、雙鏈DNA)或RNA都可以作模板進行核酸的體外擴增。若起始材料是RNA,須先通過逆轉(zhuǎn)錄得到cDNA后才能進行正常pcr擴增。核酸標(biāo)本來源廣泛,可以從純培養(yǎng)的細胞或微生物中直接提取,也可以從臨床標(biāo)本(血、尿、便、痰、體腔積液、漱口水等)、犯罪現(xiàn)場標(biāo)本(血斑、精斑、毛發(fā)等)、病理標(biāo)本(新鮮或固定石蠟包埋標(biāo)本)以及木乃伊標(biāo)本中提取。無論標(biāo)本來源如何,待擴增核酸都需部分純化,以使核酸樣品中不混有任何蛋白酶、核酸酶、Taq DNA聚合酶抑制劑以及能結(jié)合DNA的蛋白質(zhì)。雖然PCR可以僅用微量樣品(甚至是來自單一細胞的DNA),但為保證反應(yīng)的特異性,一般還宜用納克級(ng)的克隆DNA、微克水平的染色體DNA或102-105拷貝的待擴增DNA片段做起始材料。
2.引物
PCR擴增產(chǎn)物的大小及擴增的靶序列在基因組中的位置是由引物限定的。因此,引物的選擇與合成對PCR成功與否具有決定性意義。對某一dna片段來說,由于同源順序的存在,隨意設(shè)計的兩條引物鏈,其PCR產(chǎn)物經(jīng)電泳分析時可能會出現(xiàn)多條電泳帶。因此,在引物的設(shè)計過程中要考慮引物鏈的特異性,即它們只與被檢測的DNA片斷互補。
(1) 引物長度以16-30個堿基為宜,zui20-24個bp,不會形成穩(wěn)定的復(fù)合體。
(2) 有時引物不起作用,理由不明,可以移動序列位置來解決。
(3) (G+C)%含量一般40%-60%為佳,兩個引物中(G+C)%含量應(yīng)盡量相似。
(4) 兩個引物之間不應(yīng)發(fā)生互補,特別是在引物3’端避免形成“引物二聚體”。如無法避免,其3’端互補不應(yīng)大于2個堿基。應(yīng)盡量避免數(shù)個嘌呤或嘧啶的連續(xù)排列,避免同源序列(尤其6個以上相同)。
(5) 引物內(nèi)部避免形成次級結(jié)構(gòu),尤其是發(fā)卡結(jié)構(gòu),必要時應(yīng)通過計算機進行結(jié)構(gòu)分析。
(6) 引物濃度不宜偏高,濃度過高有兩個弊端,一是易形成引物二聚體,二是當(dāng)擴增微量靶目標(biāo)并且起始材料又不太純時容易產(chǎn)生非特異性產(chǎn)物。一般來說,用低濃度引物不僅經(jīng)濟,反應(yīng)特異性也較好。
3.鎂離子濃度
Mg2+濃度對PCR擴增反應(yīng)的特異性和產(chǎn)量有著顯著影響。PCR中常用的體系應(yīng)Mg2+濃度為1.5mmol/L,但對不同的反應(yīng)體系應(yīng)優(yōu)化Mg2+濃度。濃度過高,使反應(yīng)特異性降低;濃度過低,使產(chǎn)物產(chǎn)量減少。PCR反應(yīng)中Mg2+的加入量要比dNTP濃度高0.5-2.5mmol/L。對每種PCR反應(yīng)體系Mg2+量的優(yōu)化。另外,還需注意引物和模板DNA原液中是否含EDTA等螯合劑影響游離Mg2+的濃度。