如果你說的是熒光定量PCR的話:
根據最終得到的資料不同,定量PCR可以分為相對定量和絕對定量兩種。
典型的相對定量如比較經過不同方式處理的兩個樣本中基因表達水平的高低變化,得到的結果是百分比;絕對定量則需要使用標準曲線確定樣本中基因的複製數或濃度。
根據所使用的技術不同,熒光定量PCR又可以分為TaqMan探針和SYBR Green I 熒光染料兩種方法。比較而言,探針雜交技術在原理上更為嚴格,所得資料更為精確;熒光染料技術則成本更為低廉,實驗設計更為簡便。
在選擇實驗方案時要根據實驗目的和對資料精度的要求來決定。
定量實驗與定性實驗最大的不同,是要考慮統計學要求並對資料進行嚴格的校正,以消除偶然誤差。因此重複實驗和設立內對照非常重要。由於各種各樣的客觀原因,這一點在實踐中往往被輕視或忽視,需要著重強調。當然,與定性實驗一樣,定量PCR也要設立陰性和陽性對照,以監控試劑和實驗操作方面可能出現的問題。
S形曲線。這是因為隨著PCR迴圈的增多,擴增規模迅速增大,Taq酶、dNTP、引物,甚至DNA
模板等各種PCR要素逐漸不敷需求,PCR的效率越來越低,產物增長的速度就逐漸減緩。當所有的
Taq酶都被飽和以後,PCR就進入了平臺期。由於各種環境因素的複雜相互作用,不同的PCR
反應體系進入平臺期的時機和平臺期的高低都有很大變化,難以精確控制。所以,即使是重複實驗,各種條件基本一致,最後得到的DNA複製數也是完全不一樣的,波動很大【1】。
傳統的定量方法,如溴乙錠染色或放射性核素摻入標記後的光密度掃描等,測定的都是PCR的終產物,而不是起始DNA複製數。由於PCR的終產物量與起始模板量之間沒有線性關係,所以根據最終的PCR產物量不能計算出起始DNA複製數。
對於絕大多數實驗,比如甲肝的診斷、藥物療效的監測等,需要測定的都是PCR放大之前標本中的DNA原始複製數,經過PCR擴增以後的DNA複製數已經不能反映真實情況。在這種情況下,就不能採用終點定量,而要根據CT值確定DNA起始複製的數量。
2. CT值與起始模板複製數成線性關係
既第n次PCR迴圈時的熒光訊號強度(Rn)等於背景訊號強度(RB) 加上每個分子的熒光強度(即單位熒光強度,RS) 與分子數目的乘積,, 是初始目標分子數, 是目標分子擴增效率, 是迴圈數, 代表目標擴增產物達到設定閾值所經歷的迴圈數。
當迴圈次數時,
兩邊取對數,得;
整理得:
由上可得,對於每一個特定的PCR反應來說,、、和都是常數,所以值與成反比,也就是說,值與起始模板複製數()的對數成反比。
基線(Baseline):擴增曲線中的水平部分;
調整原則:如果CT值>18,不需調整,使用自動分析結果;如果CT<18,修改終點,再分析一次;起點一般取3-6,終點一般取12-15.閾值線(Threshhold):熒光擴增曲線上人為設定的一個值,它可以設定在熒光訊號指數擴增階段任意位置上,但一般我們將熒光域值的預設設定是 3-15 個迴圈的熒光訊號的標準偏差的 10 倍。
手動調節閾值線的原則:要大於樣本的熒光背景值和陰性對照的熒光最高值,同時要儘量選擇進入指數期的最初階段,真正的訊號是熒光訊號超過域值.
如果你說的是熒光定量PCR的話:
根據最終得到的資料不同,定量PCR可以分為相對定量和絕對定量兩種。
典型的相對定量如比較經過不同方式處理的兩個樣本中基因表達水平的高低變化,得到的結果是百分比;絕對定量則需要使用標準曲線確定樣本中基因的複製數或濃度。
根據所使用的技術不同,熒光定量PCR又可以分為TaqMan探針和SYBR Green I 熒光染料兩種方法。比較而言,探針雜交技術在原理上更為嚴格,所得資料更為精確;熒光染料技術則成本更為低廉,實驗設計更為簡便。
在選擇實驗方案時要根據實驗目的和對資料精度的要求來決定。
定量實驗與定性實驗最大的不同,是要考慮統計學要求並對資料進行嚴格的校正,以消除偶然誤差。因此重複實驗和設立內對照非常重要。由於各種各樣的客觀原因,這一點在實踐中往往被輕視或忽視,需要著重強調。當然,與定性實驗一樣,定量PCR也要設立陰性和陽性對照,以監控試劑和實驗操作方面可能出現的問題。
1.終點定量不準確 理論上PCR是一個指數增長的過程,但是實際的PCR擴增曲線並不是標準的指數曲線,而是S形曲線。這是因為隨著PCR迴圈的增多,擴增規模迅速增大,Taq酶、dNTP、引物,甚至DNA
模板等各種PCR要素逐漸不敷需求,PCR的效率越來越低,產物增長的速度就逐漸減緩。當所有的
Taq酶都被飽和以後,PCR就進入了平臺期。由於各種環境因素的複雜相互作用,不同的PCR
反應體系進入平臺期的時機和平臺期的高低都有很大變化,難以精確控制。所以,即使是重複實驗,各種條件基本一致,最後得到的DNA複製數也是完全不一樣的,波動很大【1】。
傳統的定量方法,如溴乙錠染色或放射性核素摻入標記後的光密度掃描等,測定的都是PCR的終產物,而不是起始DNA複製數。由於PCR的終產物量與起始模板量之間沒有線性關係,所以根據最終的PCR產物量不能計算出起始DNA複製數。
對於絕大多數實驗,比如甲肝的診斷、藥物療效的監測等,需要測定的都是PCR放大之前標本中的DNA原始複製數,經過PCR擴增以後的DNA複製數已經不能反映真實情況。在這種情況下,就不能採用終點定量,而要根據CT值確定DNA起始複製的數量。
2. CT值與起始模板複製數成線性關係
CT值的定義是PCR擴增過程中,熒光訊號開始由本底進入指數增長階段的拐點所對應的迴圈次數。重複實驗中可以直觀地看到,儘管平臺期DNA複製數波動很大,CT值卻是相對固定的。如果用不同濃度的DNA作PCR,可以看出DNA濃度越高,CT值越小。DNA濃度每增加1倍,CT值減小1個迴圈。CT值與模板DNA的起始複製數成反比. 其數學證明為:既第n次PCR迴圈時的熒光訊號強度(Rn)等於背景訊號強度(RB) 加上每個分子的熒光強度(即單位熒光強度,RS) 與分子數目的乘積,, 是初始目標分子數, 是目標分子擴增效率, 是迴圈數, 代表目標擴增產物達到設定閾值所經歷的迴圈數。
當迴圈次數時,
兩邊取對數,得;
整理得:
由上可得,對於每一個特定的PCR反應來說,、、和都是常數,所以值與成反比,也就是說,值與起始模板複製數()的對數成反比。
3.資料分析的幾個概念【2】:基線(Baseline):擴增曲線中的水平部分;
調整原則:如果CT值>18,不需調整,使用自動分析結果;如果CT<18,修改終點,再分析一次;起點一般取3-6,終點一般取12-15.閾值線(Threshhold):熒光擴增曲線上人為設定的一個值,它可以設定在熒光訊號指數擴增階段任意位置上,但一般我們將熒光域值的預設設定是 3-15 個迴圈的熒光訊號的標準偏差的 10 倍。
手動調節閾值線的原則:要大於樣本的熒光背景值和陰性對照的熒光最高值,同時要儘量選擇進入指數期的最初階段,真正的訊號是熒光訊號超過域值.
4.資料分析三部曲①曲線分析(Amplification Plot): 該步驟主要是對擴增曲線進行整體或單個的調整,主要包括:對數曲線與線性曲線的轉換、模板或內標檢測探針的選擇、基線的調整、閾值的設定等幾個方面。 主要有整體曲線的觀察:分析是否存在汙染(主要是試劑汙染);分析是否有因物理或其他因素造 成的異常曲線情況;陰性對照分析:觀察是否存在汙染;陽性對照分析:觀察是否在質控範圍內;標準品分析:觀察標準品分佈是否均勻,梯度是否正常,Ct值是否正常。②標準曲線分析(Standard Curve)該面板主要用於標準曲線引數的分析,透過對曲線各個引數的統計,可以判斷實驗定量的準確程度或者試劑的穩定程度。其主要包括三個引數:Slope(斜率)、Intercept(截距)和R2(線性相關性)。上圖為外標定量方法原理圖。模板DNA量越多,熒光達到域值的迴圈數越少,即Ct值越小。標準品與待測樣本的擴增效率一致。 Log(濃度)與迴圈數呈線性關係,透過已知起始複製數的標準品可作出標準曲線,根據樣品Ct值,就可以計算出樣品中的起始模板量。Slope(斜率):理論值為-3.32。可以從兩個方面來分析,首先是標準曲線的10倍梯度關係,如果梯度正確,斜率數值會比較接近理論值;其次是試劑的擴增效率,當梯度正確的情況下,擴增效率越高越接近理論值。Intercept(截距):不同公司的試劑截距有很大的不同,主要是指只有1個病毒擴增時,曲線出現的Ct值。R2(線性相關性):指示本次實驗標準品的線性關係。注:優質試劑的標準品每次實驗的引數是比較穩定的,做質控分析後偏差應在±2SD範圍內,Ct值變異係數應小於10%。③定值濃度或Ct值:透過上述步驟分析後,可以得到一個比較準確的定量結果或Ct值,如果在上述步驟中沒有記錄到異常曲線或者情況,則可以發出正確的報告,對於異常的曲線或者情況,則需單獨分析,確定重複實驗的必要性。---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------參考文獻【1】《實時熒光定量PCR原理和實驗》,陳雲地,美國應用生物系統公司;【2】《實時熒光定量PCR簡介、結果分析及報告》,周向陽,廣西臨床檢驗中心;侵刪。