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PCR常见问题分析及对策

PCR常见问题分析及对策(无扩增产物、非特异性扩增、拖尾、假阳性)问题1:无扩增产物现象:正对照有条带,而样品则无原因:1.模板:含有抑制物,含量低2.Buffer对样品不合适3.引物设计不当或者发生降解4.反应条件:退火温度太高,延伸时间太短对策:1.纯化模板或者使用试剂盒提取模板DNA或加大模板的用量2.更换Buffer或调整浓度3.重新设计引物(避免链间二聚体和链内二级结构)或者换一管新引物4.降低退火温度、延长延伸时间问题2:非特异性扩增现象:条带与预计的大小不一致或者非特异性扩增带原因:1.引物特异性差2.模板或引物浓度过高3.酶量过多4.Mg2+浓度偏高5.退火温度偏低6.循环次数过多对策:1.重新设计引物或者使用巢式PCR2.适当降低模板或引物浓度3.适当减少酶量4.降低镁离子浓度5.适当提高退火温度或使用二阶段温度法6.减少循环次数问题3:拖尾现象:产物在凝胶上呈Smear状态。

原因:1.模板不纯2.Buffer不合适3.退火温度偏低4.酶量过多5.dNTP、Mg 2+浓度偏高6.循环次数过多对策:1.纯化模板2.更换Buffer3.适当提高退火温度4.适量用酶5.适当降低dNTP和镁离子的浓度6.减少循环次数问题4:假阳性现象:空白对照出现目的扩增产物原因:靶序列或扩增产物的交*污染对策:1.操作时应小心轻柔,防止将靶序列吸入加样枪内或溅出离心管外;2.除酶及不能耐高温的物质外,所有试剂或器材均应高压消毒。

所用离心管及加样枪头等均应一次性使用。

3.各种试剂最好先进行分装,然后低温贮存PCR引物设计的黄金法则(转自tiangen)1.引物最好在模板cDNA的保守区内设计。

DNA序列的保守区是通过物种间相似序列的比较确定的。

在NCBI上搜索不同物种的同一基因,通过序列分析软件(比如DNAman)比对(Alignment),各基因相同的序列就是该基因的保守区2.引物长度一般在15~30碱基之间。

引物长度(primer length)常用的是18-27 bp,但不应大于38,因为过长会导致其延伸温度大于74℃,不适于Taq DNA 聚合酶进行反应。

3.引物GC含量在40%~60%之间,Tm值最好接近72℃。

GC含量(composition)过高或过低都不利于引发反应。

上下游引物的GC含量不能相差太大。

另外,上下游引物的Tm值(melting temperature)是寡核苷酸的解链温度,即在一定盐浓度条件下,50%寡核苷酸双链解链的温度。

有效启动温度,一般高于Tm值5~10℃。

若按公式Tm= 4(G+C)+2(A+T)估计引物的Tm值,则有效引物的Tm为55~80℃,其Tm值最好接近72℃以使复性条件最佳。

4.引物3′端要避开密码子的第3位。

如扩增编码区域,引物3′端不要终止于密码子的第3位,因密码子的第3位易发生简并,会影响扩增的特异性与效率。

5.引物3′端不能选择A,最好选择T。

引物3′端错配时,不同碱基引发效率存在着很大的差异,当末位的碱基为A时,即使在错配的情况下,也能有引发链的合成,而当末位链为T时,错配的引发效率大大降低,G、C错配的引发效率介于A、T之间,所以3′端最好选择T。

6. 碱基要随机分布。

引物序列在模板内应当没有相似性较高,尤其是3’端相似性较高的序列,否则容易导致错误引发(False priming)。

降低引物与模板相似性的一种方法是,引物中四种碱基的分布最好是随机的,不要有聚嘌呤或聚嘧啶的存在。

尤其3′端不应超过3个连续的G或C,因这样会使引物在GC富集序列区错误引发。

7. 引物自身及引物之间不应存在互补序列。

引物自身不应存在互补序列,否则引物自身会折叠成发夹结构(Hairpin)使引物本身复性。

这种二级结构会因空间位阻而影响引物与模板的复性结合。

引物自身不能有连续4个碱基的互补。

两引物之间也不应具有互补性,尤其应避免3′ 端的互补重叠以防止引物二聚体(Dimer与Cross dimer)的形成。

引物之间不能有连续4个碱基的互补。

引物二聚体及发夹结构如果不可避免的话,应尽量使其△G值不要过高(应小于4.5kcal/mol)。

否则易导致产生引物二聚体带,并且降低引物有效浓度而使PCR 反应不能正常进行。

8. 引物5′ 端和中间△G值应该相对较高,而3′ 端△G值较低。

△G值是指DNA 双链形成所需的自由能,它反映了双链结构内部碱基对的相对稳定性,△G值越大,则双链越稳定。

应当选用5′ 端和中间△G值相对较高,而3′ 端△G值较低(绝对值不超过9)的引物。

引物3′ 端的△G 值过高,容易在错配位点形成双链结构并引发DNA 聚合反应。

(不同位置的△G值可以用Oligo 6软件进行分析)9.引物的5′端可以修饰,而3′端不可修饰。

引物的5′ 端决定着PCR产物的长度,它对扩增特异性影响不大。

因此,可以被修饰而不影响扩增的特异性。

引物5′ 端修饰包括:加酶切位点;标记生物素、荧光、地高辛、Eu3+等;引入蛋白质结合DNA序列;引入点突变、插入突变、缺失突变序列;引入启动子序列等。

引物的延伸是从3′ 端开始的,不能进行任何修饰。

3′ 端也不能有形成任何二级结构可能。

10. 扩增产物的单链不能形成二级结构。

某些引物无效的主要原因是扩增产物单链二级结构的影响,选择扩增片段时最好避开二级结构区域。

用有关软件(比如RNAstructure)可以预测估计mRNA的稳定二级结构,有助于选择模板。

实验表明,待扩区域自由能(△G°)小于58.6l kJ/mol时,扩增往往不能成功。

若不能避开这一区域时,用7-deaza-2′-脱氧GTP取代dGTP对扩增的成功是有帮助的。

11. 引物应具有特异性。

引物设计完成以后,应对其进行BLAST检测。

如果与其它基因不具有互补性,就可以进行下一步的实验了。

值得一提的是,各种模板的引物设计难度不一。

有的模板本身条件比较困难,例如GC含量偏高或偏低,导致找不到各种指标都十分合适的引物;用作克隆目的的PCR,因为产物序列相对固定,引物设计的选择自由度较低。

在这种情况只能退而求其次,尽量去满足条件。

做Real Time时,用于SYBR Green I法时的一对引物与一般PCR的引物,在引物设计上所要求的参数是不同的。

引物设计的要求:1)避免重复碱基,尤其是G.2)Tm=58-60度。

3)GC=30-80%.4)3'端最后5个碱基内不能有多于2个的G或C.5)正向引物与探针离得越近越好,但不能重叠。

6)PCR扩增产物长度:引物的产物大小不要太大,一般在80-250bp之间都可;80~150 bp最为合适(可以延长至300 bp)。

7)引物的退火温度要高,一般要在60度以上;要特别注意避免引物二聚体和非特异性扩增的存在。

而且引物设计时应该考虑到引物要有不受基因组DNA污染影响的能力,即引物应该跨外显子,最好是引物能跨外显子的接头区,这样可以更有效的不受基因组DNA污染的影响。

至于设计软件,PRIMER3,PRIMER5,PRIMER EXPRESS都应该可以的。

做染料法最关键的就是寻找到合适的引物和做污染的预防工作。

对于引物,你要有从一大堆引物中挑出一两个能用的引物的思想准备---寻找合适的引物非常不容易。

关于BLAST的作用应该是通过比对,发现你所设计的这个引物,在已经发现并在GENEBANK中公开的不物种基因序列当中,除了和你的目标基因之外,还有没有和其他物种或其他序列当中存在相同的序列,如和你的目标序列之外的序列相同的序列,则可能扩出其他序列的产物,那么这个引物的特异性就很差,从而不能用。

PCR操作规程PCR与定量PCR反应最大的魅力是扩增能力与高灵敏度,但易污染一直是困扰各实验室的大问题,极微量的污染就可能造成假阳性反应,破坏实验结果。

如何监测与防止PCR污染,是现在各实验室的重要课题。

一、污染监测一个好的PCR实验室,必须要时刻注意污染的监测,考虑是否受到污染,如有污染,是何原因造成的。

通过有效地监测,采取正确的相应措施,防止或消除污染。

对照实验是监测PCR污染的重要手段。

1. 阴性对照:阴性对照是每次PCR实验都必须做的。

它包括了标本对照与试剂对照,通过对照确认样本和试剂是否受到感染。

2. 阳性对照:它是PCR反应是否成功、产物条带位置及大小是否合乎理论要求的一个重要的参考标志。

阳性对照要选择扩增度中等、重复性好、经鉴定是该产物的标本。

但阳性对照其对检测或扩增样品污染的可能性很大。

因而当某一PCR试剂已经使用稳定,检验人员完全掌握时,在之后的实验中应尽可能免设阳性对照。

来减小污染概率。

3. 选择不同区域的引物进行PCR扩增。

4. 重复性试验。

二、防止污染的方法1. 合理分隔实验室:将样品的处理、配制PCR反应液、PCR循环扩增以及PCR产物的鉴定等步骤进行分区或者分室,尤其要将样本处理和PCR产物的鉴定与其它步骤严格分开。

理想的分区为,标本处理区、PCR 反应液制备区、PCR循环扩增区、PCR产物鉴定区。

Real-time PCR实验攻略实验中必须坚持的一些好习惯1. 加入试剂之前,把它混匀一下,以免放置时间长了浓度不均。

2. 移液枪用完之后要归到最大计量的位置,防止久而久之弹簧失去弹性。

3. 所有的试剂都自己配,出了问题才好找原因一. 防止RNA酶污染的措施。

一、防止RNA酶污染的措施1. 所有的玻璃器皿均应在使用前于180 ℃的高温下干烤6 h或更长时间。

2. 塑料器皿可用0.1% DEPC水浸泡或用氯仿冲洗(注意:有机玻璃器具因可被氯仿腐蚀,故不能使用)。

3. 有机玻璃的电泳槽等,可先用去污剂洗涤,双蒸水冲洗,乙醇干燥,再浸泡在3% H2O2室温10 min,然后用0.1% DEPC水冲洗,晾干。

4. 配制的溶液应尽可能的用0.1% DEPC,在37 ℃处理12 h以上。

然后用高压灭菌除去残留的DEPC。

不能高压灭菌的试剂,应当用DEPC处理过的无菌双蒸水配制,然后经0.22 μm滤膜过滤除菌。

5. 操作人员戴一次性口罩. 帽子. 手套,实验过程中手套要勤换。

6. 设置RNA操作专用实验室,所有器械等应为专用。

动植物总RNA提取-Trizol法Trizol法适用于人类. 动物. 植物. 微生物的组织或培养细菌,样品量从几十毫克至几克。

用Trizol法提取的总RNA绝无蛋白和DNA污染。

RNA可直接用于Northern斑点分析,斑点杂交, Poly(A)+分离,体外翻译,RNase封阻分析和分子克隆。

在收集到生物材料之后,最好能即刻进行RNA制备工作。

若需暂时储存,则应以液氮将生物材料急速冷冻后,储存于-80 ℃冷冻柜。

在制备RNA时,将储存于冷冻柜的材料取出,立即以加入液氮研磨的方式打破细胞,不可以先行解冻,以避免RNase的作用。

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