實時螢光定量PCR實驗原理及詳細操作步驟

2021-01-10 生物醫學實驗

一、 樣品RNA的抽提

1.  取凍存已裂解的細胞,室溫放置5分鐘使其完全溶解。

 2.  兩相分離 每1 ml的TRIZOL試劑裂解的樣品中加入0.2 ml的氯仿,蓋緊管蓋。手動劇烈振蕩管體15秒後,15到30℃孵育2到3分鐘。4℃下12 000 rpm離心15分鐘。離心後混合液體將分為下層的紅色酚氯仿相,中間層以及無色水相上層。RNA全部被分配於水相中。水相上層的體積大約是勻漿時加入的TRIZOL試劑的60%。

3.  RNA沉澱 將水相上層轉移到一乾淨無RNA酶的離心管中。加等體積異丙醇混合以沉澱其中的RNA,混勻後15到30℃孵育10分鐘後,於4℃下12 000 rpm 離心10分鐘。此時離心前不可見的RNA沉澱將在管底部和側壁上形成膠狀沉澱塊。

4.  RNA清洗 移去上清液,每1 mlTRIZOL試劑裂解的樣品中加入至少1 ml的75%乙醇(75%乙醇用DEPCH2O配製),清洗RNA沉澱。混勻後,4℃下7 000 rpm離心5分鐘。

5.  RNA乾燥 小心吸去大部分乙醇溶液,使RNA沉澱在室溫空氣中乾燥5-10分鐘。

6.  溶解RNA沉澱 溶解RNA時,先加入無RNA酶的水40μl用槍反覆吹打幾次,使其完全溶解,獲得的RNA溶液保存於-80℃待用。
 

二、 RNA質量檢測

1.  紫外吸收法測定

    先用稀釋用的TE溶液將分光光度計調零。然後取少量RNA溶液用TE稀釋(1:100)後,讀取其在分光光度計260nm和280nm處的吸收值,測定RNA溶液 濃度和純度。

 (1)濃度測定

 A260下讀值為1表示40 μg RNA/ml。樣品RNA濃度(μg/ml)計算公式為:A260 ×稀釋倍數× 40 μg/ml。具體計算如下:

 RNA溶於40 μl DEPC水中,取5 μl,1:100稀釋至495 μl的TE中,測得A260 = 0.21

RNA 濃度= 0.21 ×100 ×40 μg/ml = 840 μg/ml 或 0.84 μg/μl

取5 ul用來測量以後,剩餘樣品RNA為35 μl,剩餘RNA總量為:

35 μl × 0.84 μg/μl = 29.4 μg

 (2)純度檢測

RNA溶液的A260/A280的比值即為RNA純度,比值範圍1.8到2.1。

2.  變性瓊脂糖凝膠電泳測定

 (1)制膠

     1 g瓊脂糖溶於72 ml水中,冷卻至60℃,10 ml的10× MOPS電泳緩衝液和18 ml的37% 甲醛溶液(12.3 M)。

    10×MOPS電泳緩衝液

    濃度  成分

    0.4 M  MOPS,pH 7.0

    0.1 M  乙酸鈉

    0.01 M  EDTA

    灌制凝膠板,預留加樣孔至少可以加入25 μl溶液。膠凝後取下梳子,將凝膠板放入電泳槽內,加足量的1×MOPS電泳緩衝液至覆蓋膠面幾個毫米。

(2)準備RNA樣品

    取3 μgRNA,加3倍體積的甲醛上樣染液,加EB於甲醛上樣染液中至終濃度為10 μg/ml。加熱至70℃孵育15分鐘使樣品變性。

(3)電泳

     上樣前凝膠須預電泳5 min,隨後將樣品加入上樣孔。5-6 V/cm電壓下2 h,電泳至溴酚蘭指示劑進膠至少2-3 cm。

(4)紫外透射光下觀察並拍照

     28S和18S核糖體RNA的帶非常亮而濃(其大小決定於用於抽提RNA的物種類型),上面一條帶的密度大約是下面一條帶的2倍。還有可能觀察到一個更小稍微擴散的帶,它由低分子量的RNA(tRNA和5S核糖體RNA)組成。在18S和28S核糖體帶之間可以看到一片彌散的EB染色物質,可能是由mRNA和其它異型RNA組成。RNA製備過程中如果出現DNA汙染,將會在28S核糖體RNA帶的上面出現,即更高分子量的彌散遷移物質或者帶,RNA的降解表現為核糖體RNA帶的彌散。用數位照相機拍下電泳結果。

三、樣品cDNA合成

1.  反應體系

序號          反應物           劑量

1          逆轉錄buffer       2 μl

2         上遊引物              0.2 μl

3         下遊引物              0.2 μl

4          dNTP                   0.1 μl

5       逆轉錄酶MMLV     0.5 μl

6         DEPC水              5 μl

7          RNA模版            2 μl

8           總體積               10 μl

輕彈管底將溶液混合,6 000 rpm短暫離心。

2.  混合液在加入逆轉錄酶MMLV 之前先70℃幹浴3分鐘,取出後立即冰水浴至管內外溫度一致,然後加逆轉錄酶0.5 μl,37℃水浴60分鐘。

3.  取出後立即95℃幹浴3分鐘,得到逆轉錄終溶液即為cDNA溶液,保存於-80℃待用。


四、 梯度稀釋的標準品及待測樣品的管家基因(β-actin)實時定量PCR

1.  β-actin陽性模板的標準梯度製備 陽性模板的濃度為1011,反應前取3 μl按10倍稀釋(加水27 μl並充分混勻)為1010,依次稀釋至109、108、107、106、105、104,以備用。

2.  反應體系如下:

標準品反應體系

序號           反應物                           劑量

1       SYBR Green 1 染料             10 μl

2       陽性模板上遊引物F              0.5 μl

3      陽性模板下遊引物R              0.5 μl

4                 dNTP                            0.5 μl

5                 Taq酶                           1 μl

6           陽性模板DNA                    5 μl

7              ddH2O                            32.5 μl

8               總體積                            50 μl

輕彈管底將溶液混合,6 000 rpm短暫離心。

3.  管家基因反應體系:

序號            反應物                                劑量

1      SYBR Green 1 染料                   10 μl

2      內參照上遊引物F                         0.5 μl

3     內參照下遊引物R                         0.5 μl

4               dNTP                                    0.5 μl

5               Taq酶                                   1 μl

6      待測樣品cDNA                             5 μl

7              ddH2O                                  32.5 μl

8             總體積                                    50 μl

輕彈管底將溶液混合, 6000 rpm短暫離心。

3.  製備好的陽性標準品和檢測樣本同時上機,反應條件為:93℃ 2分鐘,然後93℃ 1分鐘,55℃ 2分鐘,共40個循環。


五、 製備用於繪製梯度稀釋標準曲線的DNA模板

1.  針對每一需要測量的基因,選擇一確定表達該基因的cDNA模板進行PCR反應。

2.  反應體系

序號                     反應物                        劑量

1                     10× PCR緩衝液            2.5 ul

2                           MgCl2 溶液              1.5 ul

3                           上遊引物F                 0.5 ul

4                           下遊引物R                0.5 ul

5                            dNTP混合液            3 ul

6                            Taq聚合酶               1 ul

7                             cDNA                       1 ul

8                    加水至總體積為               25 ul

輕彈管底將溶液混合,6000rpm短暫離心。

35個PCR循環(94℃1分鐘;55℃1分鐘;72℃1分鐘); 72?C延伸5分鐘。

(3)PCR產物與 DNA Ladder在2%瓊脂糖凝膠電泳,溴化乙錠染色,檢測PCR產物是否為單一特異性擴增條帶。

(4)將PCR產物進行10倍梯度稀釋: 將PCR產物進行10倍梯度稀釋: 設定PCR產物濃度為1×1010,依次稀釋至109、108、107、106、105、104幾個濃度梯度。


六、 待測樣品的待測基因實時定量PCR
1.  所有cDNA樣品分別配置實時定量 PCR反應體系。

2.  體系配置如下:

序號             反應物                                劑量

1            SYBR Green 1 染料               10 ul

2                上遊引物                               1 ul

3                下遊引物                               1 ul

4                  dNTP                                   1 ul

5              Taq聚合酶                               2 ul

6             待測樣品cDNA                        5 ul

7                   ddH2O                              30 ul

8                   總體積                               50 ul

輕彈管底將溶液混合,6 000 rpm短暫離心。

(3)將配製好的PCR反應溶液置於Realtime PCR儀上進行PCR擴增反應。反應條件為:93℃ 2分鐘預變性,然後按93℃ 1分鐘,55℃1分鐘,72℃1分鐘,共40做個循環,最後72℃7分鐘延伸。


七、 實時定量PCR使用引物列表

    引物設計軟體:Primer Premier 5.0,並遵循以下原則:引物與模板的序列緊密互補;引物與引物之間避免形成穩定的二聚體或髮夾結構;引物不在模板的非目的位點引發DNA 聚合反應(即錯配)。


八、電泳

    各樣品的目的基因和管家基因分別進行Realtime PCR反應。PCR產物與 DNA Ladder在2%瓊脂糖凝膠電泳,GoldView染色,檢測PCR產物是否為單一特異性擴增條帶。

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