為了滿足實時PCR更高敏感性要求,各試劑公司都致力于開發(fā)新型的化學(xué)發(fā)光材料,目前作為商業(yè)用途的這些化學(xué)物質(zhì)都能適用于上述的各種儀器。它們主要有以下幾種:
1. 水解探針或Taqman探針:這種探針用于Taqman分析法,它能被DNA合成酶(例如Taq酶)的5’à3’活性所降解,探針的5’端有一熒光報告基團,3’端有一熒光淬滅基團,當(dāng)兩個基團相互先靠近的時候,由于發(fā)生能量傳遞作用,報告基團不能發(fā)出熒光,但隨著擴增反應(yīng)的進行,5’端的報告基團隨著探針的水解而脫落下來,不再與淬滅發(fā)生能量傳遞作用,從而能發(fā)出熒光,被信號探測器所捕獲。常同探針5’端相結(jié)合的基團有FAM(6-羧基熒光素),TET(四氯-6-羧基熒光素),JOE(2,7-二甲基-4,5-二氯-6-羧基熒光素),HEX(六氯-6-甲基熒光素)或VIC,常與3’端相結(jié)合的熒光淬滅基團常為TAMRA (6- 羧基四甲基若丹明)或DABCYL(4-(4’-惡烷氨基苯偶氮)苯甲酸)。相較之于TAMRA,使用DABCYL可以更有效的減少自發(fā)熒光信號[6]。目前,水解探針已被用于基因檢測、病毒定量、癌細胞基因微突變檢測、細胞因子基因定量等,其結(jié)果都具有高特異性與高敏感性。
2. 分子信標(biāo): 是一種單鏈DNA形成的發(fā)夾結(jié)構(gòu),在其一端有一報告基團,在另一端有一淬滅基團[18],當(dāng)它形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)時,由于熒光報告基團與淬滅基團想互靠近,兩者之間發(fā)生熒光信號能量共振轉(zhuǎn)移(fluorescent resonance energy transfer FRET),當(dāng)熱循環(huán)溫度達到分子beacon的解鏈溫度時,其構(gòu)象發(fā)生改變,能與模板結(jié)合而完全伸展成線性分子,使得FRET消失,報告基團發(fā)出熒光信號。分子信標(biāo)特別適用于檢測點突變,這能區(qū)分只有一個核苷酸差異的不同DNA序列,而且其敏感性要遠比同等長度的寡核苷酸探針高,分子beacon已被用于
突變檢測、病原體定量、病毒檢測和胚胎的性別判斷,它同時出用于多重PCR檢測逆轉(zhuǎn)錄病毒。
3. scorpions: 它由兩個寡核苷酸分子組成,一個是引物,另一個是帶熒光分子的探針,但是此探針也具有引物的功能。引物與形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)的探針相連,在探針上由于熒光報告基團與淬滅基團相互靠近,不能發(fā)射熒光。在反應(yīng)的變性階段,探針的發(fā)夾結(jié)構(gòu)會解開,構(gòu)象發(fā)生改變,在退火時則與模板相結(jié)合,形成線性分子,報告基團同淬滅基團分離而發(fā)射熒光。同Taqman探針和分子beacon相比,scorpion能更快地發(fā)射出熒光且信號更為強烈[31],其特異性也很高,因為只有在反應(yīng)體系中存在特異的目的基因,探針-引物才會與之相結(jié)合。Scorpion是一種較新的熒光材料,具有良好的應(yīng)用前景。
4. 雜交探針:該材料使用四個寡聚核苷酸分子,兩個引物與兩個探針,雜交探針分別單標(biāo),一個攜帶熒光供體基團,一個攜帶熒光受體基團,當(dāng)這兩個探針雜交到目的基因上時,能形成首尾相連的結(jié)構(gòu)使兩個熒光基團相互靠近,發(fā)生FRET。受體基團能轉(zhuǎn)移能量,使得供體基團在不同波長條件下被激發(fā),發(fā)射出的熒光量直接與目的基因的產(chǎn)量成相關(guān)關(guān)系。這一方法已被Roche公司生產(chǎn)的Lightcycler所應(yīng)用,進行病原體檢測、病毒荷載量的測定等領(lǐng)域。
5. SYBR Green I: 這是一種DNA結(jié)合染料,能非特異地?fù)饺氲诫p鏈DNA中去。在游離狀態(tài)下,它不發(fā)出熒光,但一旦結(jié)合到雙鏈DNA中以后,便可以發(fā)出熒光。它的最大優(yōu)點就是可以與任意引物、模板相配合,用于任意反應(yīng)體系中,從經(jīng)濟角度考慮,它也比其它的探針的價格要便宜得多,但由于它能與所有的雙鏈DNA結(jié)合,所以一旦反應(yīng)體系中出現(xiàn)非特異擴增,那它就會影響到定量結(jié)果的可靠性與重復(fù)性。要避免這種不利因素,一方面可以通過Lightcycler和Rotor gene、Smart gene等熱循環(huán)儀內(nèi)設(shè)定的程序過對擴增曲線進行分析,以區(qū)分由PCR產(chǎn)物和本底造成的熒光信號,另一方面就是選擇良好的引物和探針并優(yōu)化反應(yīng)條件以消除非特異性影響。