同步PCR技术及其在植物核酸分子定量中的应用

同步PCR是一种集生化、光电和计算机技术于一体的封闭式DNA扩增系统,采用荧光染料将扩增与检测过程结合在一起,实现了在PCR过程中在线显示PCR反应,通过检测荧光强度来绝对定量起始模板的拷贝数.该技术大大简化和加速了核酸分子的定量过程,不仅快速、灵敏、准确、重复性好,而且很容易计算出待测样品中核酸分子的绝对起始拷贝数.同微阵列等分子生物技术一起,同步PCR技术将会在功能基因解析和病害分子诊断等方面发挥重要作用.本综述除了介绍同步PCR技术的原理和应用外,还介绍了定量拟南芥Aux/IAA基因的转录水平的实验,并就同步PCR操作过程中的问题进行了讨论.     

基于数字PCR的单分子DNA定量技术研究进展

数字PCR是一项针对单分子目标DNA的绝对定量技术．该技术是将含有DNA模板的反应溶液分配到大量独立的反应室中并且发生扩增反应,通过统计反应室中的阳性信号来定量DNA的拷贝数．DNA样品在反应室中随机和独立分布是单分子成功扩增和准确定量DNA拷贝数的关键因素．本文综述了数字PCR的发展历史、数字PCR与实时荧光定量PCR的区别,以及数字PCR在临床诊断、转基因成分定量、单细胞基因表达、环境微生物检测和下一代测序等方面的最新进展,并展望了该技术的应用前景．     

科技信息

荧光定量PCR技术是一种先进的定量核酸检测分子诊断技术,在西方国家广泛用于乙肝HBV,丙肝HCV,艾滋病HIV,性病STD等传染病及肿瘤性疾病快速早期诊断,并作为一种先进手段用于多种生物学及医学研究,在我国现行禽流感诊断国家标准中也规定了要用该方法检测核酸确诊。荧光定量基因扩增PCR检测系统是实现荧光定量PCR技术的核心设备,目前国内主要依赖进口,价格大约是普通PCR仪的十倍。西安天隆科技有限公司通过与西安交通大学教育部生物医学信息工程重点实验室生物医学及分子光子学中心产学研结合,自主研发的荧光定量基因扩增PCR检测系…     

数字PCR技术及应用研究进展

数字PCR是继实时定量PCR之后新兴发展起来的一种绝对定量分析技术。通过将单个DNA分子转移入独立的反应室,PCR扩增反应后,对荧光信号进行检测分析,实现单分子的绝对定量。数字PCR技术摆脱了对标准曲线的依赖,具有更高灵敏度和准确度,在基因突变检测、拷贝数变异检测、微生物检测、转基因食品检测以及下一代测序等方面均得到广泛应用。本文介绍数字PCR技术的定量方法,并评述该技术在主要应用领域的研究进展。     

数字PCR技术原理及应用

数字PCR(d PCR)是近年来引起重视并迅速发展起来的一种突破性的核酸定量分析技术。该技术先将核酸模板进行稀释,分配到大量独立的反应单元中,使每个反应单元中只有单个模板分子,然后进行PCR扩增反应,扩增结束后对每个反应室的荧光信号进行统计学分析,来定量DNA拷贝数。数字PCR采用先扩增后定量,因此不依赖扩增曲线的循环阈值(Ct),也无需采用内参基因和标准曲线,准确度高、重现性好,可以实现绝对定量分析。由于其独特的技术优势,已经在临床诊断、转基因成分定量、单细胞基因表达分析、环境微生物检测和下一代测序等研究领域显示出巨大的优势和应用前景。本文对数字PCR技术原理、定量分析方法、系统分类和应用等进行概述。     

数字PCR技术在核酸标准物质研制中的应用

在标准物质研制领域,生物标准物质的研制逐渐成为了研究热点,同时基于核酸的检测技术的开发与应用又推动了核酸标准物质的进程。核酸标准物质需要高级别、精准的定值方法,数字PCR作为单分子定量技术得到了广泛的应用。数字PCR是一种测定核酸分子的绝对定量方法,如微滴式数字PCR是采用油包水形成的微滴作为反应室,将含有DNA模板的反应溶液分配到大量独立的反应室中进行扩增反应,再通过统计反应室中的阳性信号来定量DNA的拷贝数,从而达到精确定量核酸拷贝数的目的。综述了近年来关于数字PCR及其在核酸标准物质研究领域的最新应用进展,重点综述了其在转基因检测、医疗诊断等领域的应用进展,以期为核酸标准物质的研制提供参考。     

荧光定量PCR数据处理方法的探讨

real time RT-PCR通过直接检测指数扩增期的PCR产物来确定基因的初始模板量,是定量基因表达最灵敏的方法,其准确性取决于扩增效率以及数据的处理方法。目前最常用的两种分析荧光定量PCR实验数据的方法是绝对定量和相对定量。绝对定量方法是通过标准曲线计算起始模板的拷贝数;相对定量方法则是比较处理过的样品和未处理过的样品目的基因之间的表达差异。而相对定量又有双标准曲线法,2^-△△α法以及动力学法。该文介绍了这些方法的推导、假设及其应用。     

内参基因加标法定量土壤微生物目标基因绝对拷贝数

【目的】通过荧光定量PCR技术对土壤微生物目标基因进行绝对定量,其定量结果的准确性容易受到DNA提取得率以及腐殖酸抑制性的影响。【方法】采用内参基因加标法,利用构建的突变质粒DNA,对供试水稻土壤样品中的微生物16S r RNA目标基因的绝对拷贝数进行荧光定量PCR检测,用来表征该样品中细菌群落总体丰度。在定量前通过双向引物扩增方法验证突变质粒中的内参基因对供试土壤的特异性。【结果】不同水稻土壤样品的DNA提取量在样品间差异较大。通过内参基因加标法对DNA提取量进行校正,显著提高了16S r RNA基因绝对定量的精确度。不同水稻土壤样品间的变异系数为17.8,与未加标处理相比降低了66.7%。在此基础上,进一步通过内参基因加标法对土壤有机质和含水率均呈现典型空间特征差异的6处亚热带湿地土壤样品中的16S r RNA基因进行绝对定量。16S r RNA基因绝对拷贝数与土壤微生物生物量碳具有显著的线性相关性(R2=0.694,P0.001),表明内参校正后的16S r RNA基因绝对拷贝数可以准确反映单位质量土壤中微生物的丰度。【结论】内参基因加标法可以对DNA提取得率以及腐殖酸对PCR扩增的抑制性进行校正,从而提高绝对定量的准确性。基于内参基因加标法的目标基因绝对定量PCR检测,可作为土壤微生物生物量测量,以及微生物功能基因绝对丰度定量的一种核酸检测方法。     

数字PCR技术及其应用进展

数字PCR(Digital PCR,dPCR)是核酸绝对定量的新方法,该技术通过分液,将含有核酸模板的PCR反应体系分配到上万个反应器中进行PCR扩增,根据荧光信号的有或无,进行结果计数,通过泊松分布的统计处理,直接得出核酸的拷贝数。相比于实时荧光定量PCR(Quantitative PCR,qPCR),dPCR不需要建立标准曲线,应用前景更广。本文对dPCR的发展历史、原理及其应用进行了综述。     

分子诊断技术的临床应用进展

分子诊断技术主要包括核酸分子杂交技术、核酸扩增技术、基因芯片技术、基因测序技术,已广泛应用于临床各科。比如在肿瘤疾病中应用荧光原位杂交技术(FISH)检测乳腺癌中HER-2基因扩增,应用基因芯片技术检测胃癌进程中基因拷贝数变化,应用高通量测序技术(HTS)检测肺癌中的EGFR基因突变;在遗传病中应用FISH技术针对唐氏综合征进行产前诊断,应用数字PCR技术进行无创产前筛查,应用HTS技术进行Hermansky-Pudlak综合征的诊断;在感染性疾病中应用RT-PCR试剂盒进行新冠肺炎的检测,应用基因芯片技术筛选抗生素抗性基因,应用HTS技术进行耐药基因的筛选等。本文主要介绍分子诊断技术在这三大类疾病领域的临床应用最新进展。     

实时定量PCR技术及应用

实时定量PCR(Real-tim e Quantitative Polym erase Chain Reaction,RQ-PCR),是20世纪90年代中期发展起来的基于PCR技术的利用不同的荧光检测来给核酸定量的技术。克服了传统PCR的许多不足,能准确敏感地检测模板浓度,DNA拷贝数和检测基因变异。综述了RQ-PCR技术的原理,RQ-PCR实时定量检测系统及应用。     

Transgene copy number comparison in recombinant mammalian cell lines: critical reflection of quantitative real-time PCR evaluation

Nucleic acid quantification is a relevant issue for the characterization of mammalian recombinant cell lines and also for the registration of producer clones. Quantitative real-time PCR is a powerful tool to investigate nucleic acid levels but numerous different quantification strategies exist, which sometimes lead to misinterpretation of obtained qPCR data. In contrast to absolute quantification using amplicon- or plasmid standard curves, relative quantification strategies relate the gene of interest to an endogenous reference gene. The relative quantification methods also consider the amplification efficiency for the calculation of the gene copy number and thus more accurate results compared to absolute quantification methods are generated. In this study two recombinant Chinese hamster ovary cell lines were analysed for their transgene copy number using different relative quantification strategies. The individual calculation methods resulted in differences of relative gene copy numbers because efficiency calculations have strong impact on gene copy numbers. However, in context of comparing transgene copy numbers of two individual clones the influence of the calculation method is marginal. Therefore especially for the comparison of two cell lines with the identical transgene any of the relative qPCR methods was proven as powerful tool.     

数字聚合酶链反应及其在感染性疾病中的应用

数字聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)采用与定量PCR相同的荧光化学原理和不同的数学原理来实现对靶标核酸序列的绝对定量,其摒弃了对外部参照的依赖,同时具有更高的数据精密度,提高了重复性和再现性。数字PCR的应用涵盖生命科学众多领域,特别是在医学检验领域,其对疾病相关核酸分子标记的准确分析,为疾病的早期诊断、进展监测、疗效评估提供了动态量化指标。数字PCR的出现将推动基于核酸扩增技术的分子生物学检测迈入精准定量阶段。本文就数字PCR尤其是微滴式数字PCR在感染性疾病中的应用进展及前沿进行综述。     

实时定量PCR技术及其应用

实时定量PCR(Real—time Quantitative Polymerase Chain Reaction,RQ—PCR)技术是20世纪90年代中期发展起来的一种新型核酸定量技术。该技术具有实时监测、快速、灵敏、精确等特点,是对原有PCR技术的革新,扩大了PCR的应用范围。本文综述了RQ—PCR技术的原理、RQ—PCR仪、RQ—PCR实时定量检测系统及其应用。     

Competitive PCR for precise nucleic acid quantification

The exact quantification of tiny amounts of nucleic acids in biological samples continues to remain a requirement in both the experimental and the diagnostic laboratory. Competitive PCR involves the coamplification of a target DNA sample with known amounts of a competitor DNA that shares most of the nucleotide sequence with the target; in this way, any predictable or unpredictable variable affecting PCR amplification has the same effect on both molecular species. Competitive PCR therefore permits the quantification of the absolute number of target molecules in comparison to the amount of competitor DNA. Although requiring intensive post-PCR manipulation, the accuracy of competitive PCR by far exceeds that of any other quantitative PCR procedure, including real-time PCR. This protocol covers all stages in the competitive PCR and RT-PCR methods, from the design and construction of competitor molecules, and the competitive PCR itself, to the analysis of data and quantification of target DNA. Once the correct primers are available, the protocol can be completed in about 24 h.     

Comparison of droplet digital PCR with quantitative real-time PCR for determination of zygosity in transgenic maize

This study evaluated the applicability of droplet digital PCR (ddPCR) as a tool for maize zygosity determination using quantitative real-time PCR (qPCR) as a reference technology. Quantitative real-time PCR is commonly used to determine transgene copy number or GMO zygosity characterization. However, its effectiveness is based on identical reaction efficiencies for the transgene and the endogenous reference gene. Additionally, a calibrator sample should be utilized for accuracy. Droplet digital PCR is a DNA molecule counting technique that directly counts the absolute number of target and reference DNA molecules in a sample, independent of assay efficiency or external calibrators. The zygosity of the transgene can be easily determined using the ratio of the quantity of the target gene to the reference single copy endogenous gene. In this study, both the qPCR and ddPCR methods were used to determine insect-resistant transgenic maize IE034 zygosity. Both methods performed well, but the ddPCR method was more convenient because of its absolute quantification property.     

Shape based kinetic outlier detection in real-time PCR

Background  

Real-time PCR has recently become the technique of choice for absolute and relative nucleic acid quantification. The gold standard quantification method in real-time PCR assumes that the compared samples have similar PCR efficiency. However, many factors present in biological samples affect PCR kinetic, confounding quantification analysis. In this work we propose a new strategy to detect outlier samples, called SOD.