PCR產(chǎn)物的電泳檢測時間
一般為48h以內(nèi),有些最好于當(dāng)日電泳檢測,大于48h后帶型不規(guī)則甚致消失。
假陰性,不出現(xiàn)擴(kuò)增條帶
PCR反應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)有①模板核酸的制備,②引物的質(zhì)量與特異性,③酶的質(zhì)量及, ④PCR循環(huán)條件。尋找原因亦應(yīng)針對上述環(huán)節(jié)進(jìn)行分析研究。
模板:①模板中含有雜蛋白質(zhì),②模板中含有Taq酶抑制劑,③模板中蛋白質(zhì)沒有消 化除凈,特別是染色體中的組蛋白,④在提取制備模板時丟失過多,或吸入酚。⑤模 板核酸變性不徹底。在酶和引物質(zhì)量好時,不出現(xiàn)擴(kuò)增帶,極有可能是標(biāo)本的消化處 理,模板核酸提取過程出了毛病,因而要配制有效而穩(wěn)定的消化處理液,其程序亦應(yīng) 固定不宜隨意更改。
酶失活:需更換新酶,或新舊兩種酶同時使用,以分析是否因酶的活性喪失或不夠而 導(dǎo)致假陰性。需注意的是有時忘加Taq酶或溴乙錠。
引物:引物質(zhì)量、引物的濃度、兩條引物的濃度是否對稱,是PCR失敗或擴(kuò)增條帶不 理想、容易彌散的常見原因。有些批號的引物合成質(zhì)量有問題,兩條引物一條濃度 高,一條濃度低,造成低效率的不對稱擴(kuò)增,對策為:①選定一個好的引物合成單 位。②引物的濃度不僅要看OD值,更要注重引物原液做瓊脂糖凝膠電泳,一定要有 引物條帶出現(xiàn),而且兩引物帶的亮度應(yīng)大體一致,如一條引物有條帶,一條引物無條 帶,此時做PCR有可能失敗,應(yīng)和引物合成單位協(xié)商解決。如一條引物亮度高,一條 亮度低,在稀釋引物時要平衡其濃度。③引物應(yīng)高濃度小量分裝保存,防止多次凍融 或長期放冰箱冷藏部分,導(dǎo)致引物變質(zhì)降解失效。④引物設(shè)計不合理,如引物長度不 夠,引物之間形成二聚體等。
Mg2 濃度:Mg2 離子濃度對PCR擴(kuò)增效率影響很大,濃度過高可降低PCR擴(kuò)增的特 異性,濃度過低則影響PCR擴(kuò)增產(chǎn)量甚至使PCR擴(kuò)增失敗而不出擴(kuò)增條帶。
反應(yīng)體積的改變:通常進(jìn)行PCR擴(kuò)增采用的體積為20ul、30ul、50ul。或100ul,應(yīng)用多 大體積進(jìn)行PCR擴(kuò)增,是根據(jù)科研和臨床檢測不同目的而設(shè)定,在做小體積如20ul 后,再做大體積時,一定要模索條件,否則容易失敗。
物理原因:變性對PCR擴(kuò)增來說相當(dāng)重要,如變性溫度低,變性時間短,極有可能出 現(xiàn)假陰性;退火溫度過低,可致非特異性擴(kuò)增而降低特異性擴(kuò)增效率退火溫度過高影 響引物與模板的結(jié)合而降低PCR擴(kuò)增效率。有時還有必要用標(biāo)準(zhǔn)的溫度計,檢測一下 擴(kuò)增儀或水溶鍋內(nèi)的變性、退火和延伸溫度,這也是PCR失敗的原因之一!
靶序列變異:如靶序列發(fā)生突變或缺失,影響引物與模板特異性結(jié)合,或因靶序列某 段缺失使引物與模板失去互補序列,其PCR擴(kuò)增是不會成功的。
假陽性
出現(xiàn)的PCR擴(kuò)增條帶與目的靶序列條帶一致,有時其條帶更整齊,亮度更高!
引物設(shè)計不合適:選擇的擴(kuò)增序列與非目的擴(kuò)增序列有同源性,因而在進(jìn)行PCR擴(kuò)增 時,擴(kuò)增出的PCR產(chǎn)物為非目的性的序列。靶序列太短或引物太短,容易出現(xiàn)假陽 性。需重新設(shè)計引物!
靶序列或擴(kuò)增產(chǎn)物的交叉污染:這種污染有兩種原因:一是整個基因組或大片段的交 叉污染,導(dǎo)致假陽性。這種假陽性可用以下方法解決:①操作時應(yīng)小心輕柔,防止 將靶序列吸入加樣槍內(nèi)或濺出離心管外。②除酶及不能耐高溫的物質(zhì)外,所有試劑或 器材均應(yīng)高壓消毒。所用離心管及樣進(jìn)槍頭等均應(yīng)一次性使用。③必要時,在加標(biāo)本 前,反應(yīng)管和試劑用紫外線照射,以破壞存在的核酸。二是空氣中的小片段核酸污 染,這些小片段比靶序列短,但有一定的同源性?苫ハ嗥唇,與引物互補后,可擴(kuò) 增出PCR產(chǎn)物,而導(dǎo)致假陽性的產(chǎn)生,可用巢式PCR方法來減輕或消除。
出現(xiàn)非特異性擴(kuò)增帶
PCR擴(kuò)增后出現(xiàn)的條帶與預(yù)計的大小不一致,或大或小,或者同時出現(xiàn)特異性擴(kuò)增帶 與非特異性擴(kuò)增帶。非特異性條帶的出現(xiàn),其原因:一是引物與靶序列不完全互補、 或引物聚合形成二聚體。二是Mg2 離子濃度過高、退火溫度過低,及PCR循環(huán)次數(shù) 過多有關(guān)。其次是酶的質(zhì)和量,往往一些來源的酶易出現(xiàn)非特異條帶而另一來源的酶 則不出現(xiàn),酶量過多有時也會出現(xiàn)非特異性擴(kuò)增。其對策有:①必要時重新設(shè)計引 物。②減低酶量或調(diào)換另一來源的酶。③降低引物量,適當(dāng)增加模板量,減少循環(huán)次 數(shù)。④適當(dāng)提高退火溫度或采用二溫度點法(93℃變性,65℃左右退火與延伸)。
出現(xiàn)片狀拖帶或涂抹帶
PCR擴(kuò)增有時出現(xiàn)涂抹帶或片狀帶或地毯樣帶。其原因往往由于酶量過多或酶的質(zhì)量 差,dNTP濃度過高,Mg2 濃度過高,退火溫度過低,循環(huán)次數(shù)過多引起。其對策有:①減少酶量,或調(diào)換另一來源的酶。②減少dNTP的濃度。③適當(dāng)降低Mg2 濃 度。④增加模板量,減少循環(huán)次數(shù)。
克隆PCR產(chǎn)物的最優(yōu)條件是什么?
最佳插入片段:載體比需實驗確定。1:1(插入片段:載體)常為最佳比,摩爾數(shù)比1:8或8:1也行。應(yīng)測定比值范圍。連接用5ul 2X連接液, 50ng質(zhì)粒DNA,1Weiss單位的T4連接酶,插入片段共10ul。室溫保溫1小時,或4oC過夜。在這2種溫度下,缺T-凸出端的載體會自連,產(chǎn)生藍(lán)斑。室溫保溫1小時能滿足大多數(shù)克隆要求,為提高連接效率,需4oC過夜。
PCR產(chǎn)物是否需要用凝膠純化?
如凝膠分析擴(kuò)增產(chǎn)物只有一條帶,不需要用凝膠純化。如可見其他雜帶,可能是積累了大量引物的二聚體。少量的引物二聚體的摩爾數(shù)也很高,這會產(chǎn)生高比例的帶有引物二聚體的克隆,而非目的插入片段。為此需在克隆前做凝膠純化。
如果沒有回收到目的片段,還需要作什么對照實驗?
A)涂布未轉(zhuǎn)化的感受態(tài)細(xì)胞。如有菌落,表明氨芐失效,或污染上帶有氨芐抗型的質(zhì)粒,或產(chǎn)生氨芐抗型的菌落。
B)轉(zhuǎn)化完整質(zhì)粒,計算菌落生長數(shù),測定轉(zhuǎn)化效率。例如,將1ug/ul質(zhì)粒1:100稀釋,1ul用于100ul感受態(tài)細(xì)胞轉(zhuǎn)化。用SOC稀釋到1000ul后,用100ul鋪板。培養(yǎng)過夜,產(chǎn)生1000個菌落。轉(zhuǎn)化率為: 產(chǎn)生菌落的總數(shù)/鋪板DNA的總量。鋪板DNA的總量是轉(zhuǎn)化反應(yīng)所用的量除以稀釋倍數(shù)。具體而言轉(zhuǎn)化用10ng DNA,用SOC稀釋到1000u后含10 ng DNA,用1/10鋪板,共用1 ng DNA。轉(zhuǎn)化率為:1000克隆X10(3次方) ng /鋪板1 ng DNA ug=10(6次方)cfu/ ug轉(zhuǎn)化pGEM-T應(yīng)用10(8次方)cfu/ ug感受態(tài)細(xì)胞如沒有菌落或少有菌落,感受態(tài)細(xì)胞的轉(zhuǎn)化率太低。
C)如用pGEM-T正對照,或PCR產(chǎn)物,產(chǎn)生>20-40藍(lán)斑(用指定步驟10(8次方)cfu/ ug感受態(tài)細(xì)胞),表明載體失去T。可能是連接酶污染了核酸酶。T4 DNA連接酶(M1801,M1804,M1794)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)好無核酸酶污染,不應(yīng)用其它來源的T4 DNA連接酶替換。
D)用pGEM-T或pGEM-T Easy載體,連接pGEM-T正對照,轉(zhuǎn)化高頻率感受態(tài)細(xì)胞(10(8次方)cfu/ug),按照指定的實驗步驟,可得100個菌落,其中60%應(yīng)為白斑,如產(chǎn)生>20-40藍(lán)斑, 沒有菌落或少有菌落,連接有問題。
對照實驗結(jié)果好,卻沒有回收到目的片段,實驗出了什么問題?
A)連接用室溫保溫1小時,能滿足大多數(shù)克隆,為提高效率,需4oC過夜。
B)插入片段帶有污染,使3`-T缺失,或抑制連接,抑制轉(zhuǎn)化。為此,將插入片段和pGEM-T正對照混合,再連接。如降低了對照的菌落數(shù),插入片段需純化,或重新制備。如產(chǎn)生大量的藍(lán)斑,插入片段污染有核酸酶,使pGEM-T或pGEM-T Easy載體3`-T缺失。
C)插入片段不適于連接。用凝膠純化的插入片段,因受UV過度照射,時有發(fā)生。UV過度照射會產(chǎn)生嘧啶二聚體,不利于連接,DNA必需重新純化。
D)帶有修復(fù)功能的耐熱DNA聚合酶的擴(kuò)增產(chǎn)物末端無A,后者是pGEM-T或pGEM-T Easy載體克隆所需。加Taq DNA聚合酶和核苷酸可在末端加A。詳情查pGEM-T pGEM-T Easy載體技術(shù)資料(TM042)。
E)高度重復(fù)序列可能會不穩(wěn)定,在擴(kuò)增中產(chǎn)生缺失和重排,如發(fā)現(xiàn)插入片段高頻率地產(chǎn)生缺失和重排,需用重組缺陷大腸桿菌菌株,如SURE細(xì)胞