實時熒光定量PCR原理

所謂實時熒光定量PCR技術,是指在PCR反應體系中加入熒光基團,利用熒光信號積累實時監測整個PCR進程,zui后通過標準曲線對未知模板進行定量分析的方法. 
1.在熒光定量PCR技術中,有一個很重要的概念—— Ct值.C代表Cycle,t代表threshold,Ct值的含義是:每個反應管內的熒光信號到達設定的域值時所經歷的循環數（如圖1所示）. 
圖1. Ct值的確定 
2. 熒光域值（threshold）的設定 
PCR反應的前15個循環的熒光信號作為熒光本底信號,熒光域值的缺省設置是3-15個循環的熒光信號的標準偏差的10倍,即:threshold = 10 SDcycle 6-15 
3. Ct值與起始模板的關系 
研究表明,每個模板的Ct值與該模板的起始拷貝數的對數存在線性關系〔1〕,起始拷貝數越多,Ct值越小.利用已知起始拷貝數的標準品可作出標準曲線,其中橫坐標代表起始拷貝數的對數,縱坐標代表Ct值（如圖2所示）.因此,只要獲得未知樣品的Ct值,即可從標準曲線上計算出該樣品的起始拷貝數. 

圖2. 熒光定量標準曲線 
4. 熒光化學 
熒光定量PCR所使用的熒光化學可分為兩種:熒光探針和熒光染料〔2〕.現將其原理簡述如下: 
1）TaqMan熒光探針:PCR擴增時在加入一對引物的同時加入一個特異性的熒光探針,該探針為一寡核苷酸,兩端分別標記一個報告熒光基團和一個淬滅熒光基團.探針完整時,報告基團發射的熒光信號被淬滅基團吸收;PCR擴增時,Taq酶的5'-3'外切酶活性將探針酶切降解,使報告熒光基團和淬滅熒光基團分離,從而熒光監測系統可接收到熒光信號,即每擴增一條DNA鏈,就有一個熒光分子形成,實現了熒光信號的累積與PCR產物形成完全同步.如圖3所示. 

圖3. TaqMan 熒光探針工作原理 
2）SYBR熒光染料: 
在PCR反應體系中,加入過量SYBR熒光染料,SYBR熒光染料特異性地摻入DNA雙鏈后,發射熒光信號,而不摻入鏈中的SYBR染料分子不會發射任何熒光信號,從而保證熒光信號的增加與PCR產物的增加完全同步.