荧光定量实验设计时,定量方法怎么选?相对定量还是绝对定量?相对标准曲线法还是ΔΔCT法?
荧光定量PCR(StarLighter SYBR Green qPCR 预混液(通用型))实验方法要根据试验目的进行设计。一般来说荧光定量PCR要达到的目的有两种:
1 检测样本中某个基因或物种的准确含量,这种方法称为绝对定量法。如一定体积血液中某病毒的含量,或一定水体中某种菌的含量。
2 检测不同样本中某个基因的相对表达情况,这种方法称为相对定量法。如经过不同处理,植物组织中某个基因的表达上调或下调情况。

在我们展开阐述绝对定量和相对定量的具体实验设计之前,我们先了解荧光定量实验要达到准确定量样本的前提是什么?
以上要求,我们都可以通过预实验来进行判断:根据我们上一篇引物设计的介绍,设计出特异性定量引物,使用特异性引物设计预实验:
对一个样本的核酸进行连续梯度稀释(推荐5个点的10倍稀释,如果cDNA浓度太低可降低稀释倍数),每个点设置3个及以上重复,绘制标准曲线,实验操作符合要求,扩增效率E=90%-110%,引物扩增效率符合要求。

阳性对照即100%能扩增出荧光信号的对照组如标准品、内参等。如果阳性对照无扩增,则需要检查仪器、试剂等系统问题。
无模板对照(NTC):以水为模板,观察扩增情况,如果NTC出现扩增,则可以根据溶解曲线TM值初步判断是污染造成的产物还是引物二聚体。
无反转录对照(NRC):用于cDNA定量实验,监控基因组污染情况(如果能跨内含子设计定量引物,也可避免该问题)。在反转录的时候配置一个不星空体育网站 星空体育首页加反转录酶的体系,其余成分正常添加,经历相同的反转录过程,以此为模板,观察扩增情况。如果以基因组DNA为模板,只需进行NTC检测。
引物、操作、系统等验证好之后,我们就可以进行样本的定量实验了。在定量实验中,同样需要设置重复和对照。

绝对定量首先需要构建已知浓度的标准品,利用标准品构建绘制浓度和CT值对应关系的标准曲线,从而计算样本的浓度。
使用定量引物扩增出目的产物,克隆并提取质粒,以质粒作为标准品;使用特定引物,扩增出含目的片段的产物,该产物比目的片段长,以该产物作为标准品;以体外转录的RNA作为标准品。
标准品的绝对浓度必须通过其他独立的方法获取。标准品浓度可使用分光光度计在 A260 处测量得到(要求样本纯度高),也可使用荧光染料法(Qubit、酶标仪等)进行浓度测定。根据质量浓度计算拷贝数浓度。
根据标准品的浓度,稀释到合适的浓度范围后,再进行连续梯度稀释(推荐5个点的10倍稀释)。
与标准品同时进行荧光定量反应,将标准品拷贝数浓度在定量仪器上设置好后,会根据样本的CT值自动给出样本的拷贝数浓度,或手动代入标准曲线公式计算样本拷贝数浓度。

相对定量与绝对定量不同,检测的是表达量差异,所以为了得到真正存在的差异,先要排除人为引入的误差。如样本取样质量或体积误差、样本提取得率误差、反转录误差等问题。在此引入了内参基因的概念。内参基因的作用就是去除不同样本在RNA产量、质量以及反转录效率上可能存在的差别,从而获得目的基因特异性表达的真正差异。
目前常用的内参基因有GAPDH、β-actin、18S rRNA等。同一内参基因在不同的组织中表达不是恒定的,如心、脑、肺、肝、骨骼肌、肾等。

同一内参基因在同一组织的不同状态时,表达也星空体育网站 星空体育首页有可能不同。如GAPDH基因是糖酵解中的关键基因,在细胞的增殖过程中,糖酵解代谢加大,GAPDH基因的表达水平很有可能被上调。如在肿瘤组织与正常细胞及癌旁正常组织比较时,GAPDH表达并不一致,此时建议慎重选择内参。
基于内参基因的非恒定性,所以在实验设计时,会增加内参基因选择的qPCR实验(取样质量或体积控制、核酸浓度控制等),通过实验检测内参基因在实验样本中的表达稳定性,选择最稳定的内参基因;或者选择两个或三个内参基因,计算平均值作为内参数据。
选择好内参基因之后,我们就可以进行相对定量实验了。相对定量法又分为标准曲线法和ΔΔCT法。
用目的基因和内参基因的标准品分别获得标准曲线(此处的标准曲线不需要标准品的准确浓度,所以也可以使用cDNA作为标准品进行连续梯度稀释,按照倍数关系虚拟数字作为标准品浓度);
处理样本与对照样本同时扩增目的基因和内参基因,获得CT值,用内参基因对目的基因均一化;
考虑到了不同基因扩增效率的差异,用标准曲线来校正扩增效率,最大限度的避免了误差;

使用ΔΔCT法的前提是目的基因和内参基因的扩增效率都接近100%,且偏差在5%以内;
这种方法通量大(没有标准品占用孔位),对引物扩增效率要求高,准确性略低于相对标准曲线法。

在整个实验过程中,均需要考虑生物学重复及技术重复问题,针对具体定量结果的实验数据分析,我们会在后续相应主题中进行讲解。
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