那些令人犯晕的 PCR 异常曲线这里都讲了!(附解决方案)

2022-10-23 18:31 来源:微信公众号 - ShengWuXueBa 作者:丁香实验
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每一个荧光定量 PCR(qPCR)人都有一部科研血泪史,其中,曲线异常令许多科研小白头疼不已。
一般而言,qPCR 曲线异常问题通常分为两大类:扩增曲线异常、融解曲线异常。今天,将为大家总结曲线异常原因 & 解决方案
当然,想学习更多 PCR 实验相关的学习内容,也可以提前收藏下列实验专题哦,内容更新自动通知!
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一、扩增曲线异常
(1)扩增曲线不光滑(图片来源于:丁香实验平台)

主要有两个原因:一是扩增信号太弱,经系统矫正后产生斜线,二是仪器本身的问题,可能在扩增过程中仪器出现了波动或者本身该检测孔出现了异常。
(2)扩增曲线断裂或下滑(图片来源于:丁香实验平台)

主要原因是模板浓度过高,在基线期内就起峰了,仪器默认起峰的线条仍为基线部分,进而将扩增曲线往基线位置下拉。
针对这类情况,可以减小基线终点(例如基线期默认 3 - 15 个循环,改为 3 - 10 个循环),重新分析数据,一般都能得到一个比较好的结果。
(3)个别扩增曲线骤降
这是比较常见的一个问题,反应管内若留有气泡,温度升高后会导致气泡破裂,使仪器检测到的荧光值突然降低。
所以小伙伴们在进行扩增反应之前,一定要仔细检查反应管内是否有气泡残留。
(4)扩增曲线呈锯齿状且不连续(图片来源于:丁香实验平台)

曲线杂乱,这是典型的 ROX 添加不当导致的异常结果。
小伙伴们可以尝试去掉 ROX 分析数据,检查下重复性是否良好(即复孔间 STD<0.2),倘若此方法不行,则需要在下次实验注意千万不能加错 ROX!
(5)无扩增或 CT 值很大(图片来源于:丁香实验平台)

检查实验所用的酶是否为化学修饰的热启动酶,预变性时间至少 5 min,如果是高 GC 的模板,可以延长预变性时间至 10 min,预变性时间不够,会导致酶活未完全释放。
因此小伙伴们在使用 qPCR 试剂的时候,一定要注意分辨热启动酶的封闭手段。
(6)反应结束无扩增曲线出现(图片来源于:丁香实验平台)

这个问题的常见原因,主要可以归结为以下 5 种:
  • 反应循环数不够:一般建议设置循环数为 40;
  • 程序中未设置信号采集步骤:两步法扩增程序一般将信号采集设置在退火延伸阶段,三步法扩增程序应当将信号采集设置在 72℃ 延伸阶段;
  • 引物降解:长时间未使用的引物应先通过 PAGE 电泳检测完整性,以排除引物降解的可能性;
  • 模板浓度太低:一般来说,未知浓度的样品先从最高浓度做起;
  • 模板降解:请重新制备模板;

二、溶解曲线形状异常
(1)杂峰在主峰之前,Tm 约为 70 - 75℃——一般为引物二聚体(图片来源于:丁香实验平台)
针对上述情况主要有 3 类解决方法:
  • 重新设计引物;
  • 杂峰为引物二聚体,引物二聚体主要是由于体系内引物与引物纠缠比引物与模板结合更容易导致的,可以尝试提高模板浓度、退火温度或者降低引物浓度来进行改善;
  • 另外,当目的基因表达量极低时,染料法容易形成引物二聚体产物影响实验结果,此时,建议使用探针法定量;

(2)杂峰在主峰之后,非引物二聚体(图片来源于:丁香实验平台)

上图这种情况就是非特异性扩增,可能是引物特异性不好引起的,也可能是空气中有气溶胶污染所导致。
大家可以先增加退火温度再试试看,如果没有改善,那么就需要重新更换引物啦。
为了避免这种麻烦,小编建议大家在进行 qPCR 实验之前,就对自己的引物做一个特异性验证。另外,每次试验的 NTC(no template control)是一定要做的。


(3)只有引物二聚体,无目的条带

(图片来源于:丁香实验平台)


如果扩增片段过短(小于 80bp),那么仅通过融解曲线就很难区分引物二聚/目的条带。
另外,也有可能是 qPCR 扩增效率低或者没有扩增,体系里边只有引物纠缠成的二聚体了。
总之,产物长度建议大家还是设置在 100 - 200 bp,不要太短了。


看了上述 qPCR 曲线异常的原因,小伙伴们心中是否有底了呢?除此之外,这里还给大家额外总结了一波高频实验问答,从他人的实验问题中也能学到更多宝贵的经验哦~
❓ 为何 qPCR 产物跑胶电泳条带弥散?
❓ 同一块胶同一电泳,结果差别很大?
❓ PCR 实验中 dNTP 加过量会影响吗?
❓ 目的基因 CT 值和内参 CT 值接近
❓ 巢式 PCR 的产物在跑胶时样品不进胶

由于 qPCR 实验易做难精,所以小伙伴们还是要多练习多总结哦!

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策划:丁香实验团队

配图:丁香实验设计团队

编辑: 王凯

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