实时荧光定量PCR(Real-time Quantitative PCR, qPCR)的化学原理主要包括两种类型:探针类和非探针类。其中,探针类方法具体包括:
TaqMan 探针法:
原理:在PCR反应体系中,加入一对引物的同时再加入一个特异性的荧光探针。探针两端分别标记一个荧光报告基团和一个淬灭基团。探针完整时,报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收,PCR仪检测不到荧光信号;PCR扩增时,Taq酶的5' - 3'外切酶活性将探针酶切降解,使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离,从而荧光监测系统可接收到荧光信号,实现了荧光信号的累积与PCR产物形成全同步,这是定量的基础。
优点:具有高度特异性,重复性好,荧光信号强,适合进行基因拷贝数的确定,尤其是在临床诊断中,如病毒和病原菌定量检测。
缺点:只适合一个特定的目标,探针价格较高。
分子信标技术:
原理:分子信标是一种发夹结构的荧光探针,两端分别标记有报告基团和淬灭基团。在游离状态下,报告基团与淬灭基团靠近,荧光信号被淬灭。当与目标序列结合时,发夹结构打开,报告基团与淬灭基团分离,发出荧光信号。
优点:具有高度特异性,能够区分成熟microRNA分子和前体分子以及其它成熟microRNA的同源分子,适用于高通量的SNP检测。
缺点:设计复杂,需要特定的序列信息。
FRET(荧光共振能量转移)技术:
原理:利用两个荧光基团之间的能量转移来检测PCR产物。一个基团作为供体,另一个作为受体。当它们在一定距离内时,供体的荧光能量可以转移到受体,产生特定的荧光信号。
优点:可以实现多重反应,适用于同时检测多个基因。
缺点:设计和应用相对复杂。
这些探针类方法通过特异性地结合或检测PCR产物,提供了高度的特异性和准确性,但通常需要设计特定的探针,且成本相对较高。
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