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如何正确的选择荧光定量PCR仪

上一篇 / 下一篇  2011-02-23 10:44:15

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  因操作方便、运行速度快、实验结果准确,受到越来越多的分子生物学研究者青睐。在实验技术成熟的今天,也许对你来说,最难得不是实验技术上的问题——而是选择哪一种荧光定量PCR仪——你要征询实验室成员的意见、分析实验室目前乃至将来的需求、平衡实验室的预算,更要详细研究各种极富诱惑力的宣传资料。面对各种不同性能的产品,您又该如何选择呢?

  首先建议大家走出认识荧光定量PCR的两个误区:

  误区一:仪器通道越多越好

  随着PCR技术的成熟运用,多重扩增越来越热闹,荧光定量PCR仪也不能幸免。从最初ABI公司推出的单通道荧光定量PCR仪发展到如今各个厂家都推出4通道、5通道甚至6通道荧光定量PCR仪,眼花缭乱的选择让人无所适从,就有人一不小心走进了“通道越多越好”的误区。

  在使用有些厂家5通道的荧光定量仪时,为了确保实验结果的精确性和准确性都要在实验中使用ROX(一种荧光染料)或专用的Referencedye,这些荧光染料都必须单独使用一个检测通道。这样以来,真正能检测多重PCR荧光信号的有效通道只有4个,而且使用校正染料可能会增加后期的使用成本。有的荧光定量PCR的检测通道是只为自已厂家的专用的荧光染料或试剂开放的,有效检测通道也绝非像宣传资料中宣称的那么多。在购买前确认荧光定量PCR仪器的有效检测通道尤为重要,不能单单只听宣传。

  考虑多重荧光定量PCR的通道数的时候也应该从实验室实际情况出发,多重PCR并非人人适用、人人可用,因为它使实验复杂化了。

  误区二:real-timePCR仪无需梯度功能

  对于使用染料法的定量PCR反应,虽然有各种各样的PCR引物设计软件或者经验公式计算熔解温度(Tm 值),但运用的公式不同、引物序列不同,Tm值的差异会很大。引物的熔解温度决定了退火温度。而且模版中碱基的组合千变万化,对于特殊片断,经验公式得到的数据不一定能得出准确的结果,退火温度细微的差异对结果都可能产生决定性的影响,因而“摸条件”一度是让人很头疼的问题。梯度PCR的出现部分解决了一些问题——在反应过程中每个孔的温度控制条件可以在指定范围内按照梯度变化,根据结果,一步就可以摸索出最适合的反应条件。

  不单退火温度,连变性温度和延伸温度都可以优化——对于多种聚合酶混合酶扩增如Invitrogen、Clontech、Promega的多数高保真Taq酶来说这个非常重要,因为Taq和校正酶的最佳反应温度可能有显著差异,优化延伸温度就显得很重要。

  使用有梯度功能的荧光定量PCR可以一次完成以往多次实验才能完成的优化过程,简化了摸索PCR反应条件的繁琐实验,既节省实验时间提高效率,又节省实验成本。

  当我们走出误区,想要选择一款最适合自己需求的荧光定量PCR仪时我们又该关注些什么呢?

  1、 仪器的检测通量

  在购买定量PCR仪的时候要根据实验实的需要来选择不同通量的仪器。目前市面上的荧光定量PCR的检测通量小到16个多到384个。如果进行一般的基因表达研究或病原体检测,实在不必购买昂贵的仪器,96孔的通量足够用;需要寻找要新药靶点和疾病标记的实验室可以考虑购买384孔板的仪器。假如经费有限无法购买384孔板仪器的实验室,可以考虑购买运行速度快(带有FAST模块)的96孔板荧光定量PCR仪。有了高通量的仪器,你会发现样品的制备和小体系、多样本的PCR体系构建成为限制实验速度和结果的颈瓶。Roche公司推出的MagnaPure核算纯化系统可配合Roche的Lightcycyler荧光定量PCR仪使用。Eppendorf的epMotion5070、5075全自动工作站,即可解决核酸纯化问题,又可进行96孔板、384孔板的PCR反应体系构建,不用加样加到眼发黑、手抽筋。

  2、硬件设计特点

  荧光定量PCR仪主要有传统的96孔板式、创新的离心式等,每种设计都有它的独到之处但也都有无法避免的缺憾。

  传统的96孔板的荧光定量PCR可以容纳的样本量大,而且无需特殊的耗材。有些传统的96孔板的仪器采用卤钨灯激发、CCD检测,这些光学结构在96孔板的顶部,每个样品孔距光源和检测器的光程各不相同——边缘效应,对结果产生影响。为了保证精确、准确的实验结果,这类仪器在实验过程中通常会使用ROX(一种荧光染料)或专用的Referencedye作为参照校正实验结果。卤钨灯的使用寿命短、更换成本较高已经成为很多用户头痛的问题。在实验过程中卤钨灯作为一种热光源,产生较多热能对实验结果有一定的影响。CCD最大的优点就是可以同时扫描所有样品中的荧光信号,但是灵敏度较低,而且同时检测样品间的荧光信号存在干扰。像ABI、Bio-rad 公司生产的荧光定量PCR就属于这一种。但Bio-rad的IQ系列荧光定量PCR带有梯度功能。创新的离心式的仪器通常选用LED激发、PMT检测,离心式的设计上避免了边缘效应。LED光源是冷光源对实验没有影响,因此无需采用其他荧光染料校正仪器,而且使用寿命长无需经常更换。PMT每次只能收集单个荧光信号,但是检测灵敏度高。但这类仪器运行速度非常快,但也存在样本量小、耗材昂贵、没有梯度功能、存在时间积分等缺点。Corbett的 Rotor-gene系列和Roche 的Lightcycler系列均为这一类仪器。

  随着荧光定量PCR技术的使用,聪明的仪器生产商纷纷在传统的96孔板仪器上大作改进。首先是 Stratagene的Mx3000p在检测上突破了使用CCD改用PMT检测荧光信号,大大提高了实验的灵敏度,但激发光源仍然沿用传统的卤钨灯并且没有梯度功能。Eppendorf公司推出的Mastercycler eprealplex是一款带有梯度功能的荧光定量PCR仪,使用了96个LED为激发光源,采用先进的CPM(第二代PMT)及96合一光纤为检测系统,不但避免了边缘效应还保证所有样品间的荧光信号没有干扰。

  3、运行速度

  在荧光定量PCR仪的众多技术参数中,升降温速度也是厂家喜欢大力宣传的指标。更快的升降温,可以缩短反应进行的时间,而且缩短了可能的非特异性结合、反应的时间,提高PCR的特异性。为了更好的完成实验,各个厂家纷纷推出能快速运行的荧光定量PCR仪。例如 ROCHE推出的Lightcycler2.0利用空气动力学原理,可在半小时左右完成30-40个循环。ABI的7500可以选配FAST模块拥有 5°C/秒的升降温速度,可在40分钟左右完成30-40个循环。最近eppendorf新推出的Mastercycler eprealplex4S和2S的银质模块荧光定量PCR仪,升降温的速度可达到6℃/秒和4.5/秒,是目前同类产品中升降温速度最快的荧光定量PCR 仪。一个在其他仪器上原本需要40—60分钟的PCR反应,eppendorf Mastercycler ep realplex4S和2S (银质模块)只需运行28分钟——别小看这节约下来的几十分钟,一天下来就可以多运行好几轮了。

  4、灵活性

  大规模繁忙的实验室设备固然让人羡慕,但是常规实验室同样可以有精彩的选择。现在的仪器供应商拥有众多技术专家,有的还能提供整个分子生物学的基础研究平台,不但了解、满足您现在的需求,而且还考虑到了你可能变化的需求——升级和更换模块。Bio-rad的 Mycycler就可以选择模块升级为定量PCR仪。ABI的7900可以选择将96孔槽变为384孔槽。像离心式的双通道的Rotor- gene3000A就可以根据您研究的需要升级成四通道的荧光定量PCR仪。Eppendorf公司在这方面考虑的就更加周全,如实验室已经拥有 Mastercyclerep可以按照您的要求升级为Mastercycler eprealplex荧光定量PCR仪,而且可升级的型号有4种:2通道银质、铝制模块和4通道银质、铝制模块。您可以根据自己的经费和实验需要购买、升级任何一款Mastercyclerep realplex荧光定量PCR仪。


TAG: pcr仪 荧光定量

 

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