所谓实时荧光定量 PCR 技术,是指在 PCR 反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号积累实时监测整个 PCR 进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。
实验步骤
一、 样品 RNA 的抽提
1. 取冻存已裂解的细胞,室温放置 5 分钟使其完全溶解。
2. 两相分离 每 1 ml 的 TRIZOL 试剂裂解的样品中加入 0.2 ml 的氯仿,盖紧管盖。手动剧烈振荡管体 15 秒后,15 到 30℃ 孵育 2 到 3 分钟。4℃ 下 12 000 rpm 离心 15 分钟。离心后混合液体将分为下层的红色酚氯仿相,中间层以及无色水相上层。RNA 全部被分配于水相中。水相上层的体积大约是匀浆时加入的 TRIZOL 试剂的 60%.
3. RNA 沉淀 将水相上层转移到一干净无 RNA 酶的离心管中。加等体积异丙醇混合以沉淀其中的 RNA,混匀后 15 到 30℃ 孵育 10 分钟后,于 4℃ 下 12 000 rpm 离心 10 分钟。此时离心前不可见的 RNA 沉淀将在管底部和侧壁上形成胶状沉淀块。
4. RNA 清洗 移去上清液,每 1 mlTRIZOL 试剂裂解的样品中加入至少 1 ml 的 75% 乙醇(75% 乙醇用 DEPCH2O 配制),清洗 RNA 沉淀。混匀后,4 ℃ 下 7 000 rpm 离心 5 分钟。
5. RNA 干燥 小心吸去大部分乙醇溶液,使 RNA 沉淀在室温空气中干燥 5-10 分钟。
6. 溶解 RNA 沉淀 溶解 RNA 时,先加入无 RNA 酶的水 40μl 用枪反复吹打几次,使其完全溶解,获得的 RNA 溶液保存于-80℃ 待用。
二、 RNA 质量检测
1. 紫外吸收法测定
先用稀释用的 TE 溶液将分光光度计调零。然后取少量 RNA 溶液用 TE 稀释(1:100)后,读取其在分光光度计 260 nm 和 280nm 处的吸收值,测定 RNA 溶液 浓度和纯度。
(1)浓度测定
A260 下读值为 1 表示 40 μg RNA/ml。样品 RNA 浓度(μg/ml)计算公式为:A260 ×稀释倍数× 40 μg/ml。具体计算如下:
RNA 溶于 40 μl DEPC 水中,取 5 μl,1:100 稀释至 495 μl 的 TE 中,测得 A260 = 0.21RNA 浓度 = 0.21 ×100 ×40 μg/ml = 840 μg/ml 或 0.84 μg/μl 取 5 ul 用来测量以后,剩余样品 RNA 为 35 μl,剩余 RNA 总量为:
35 μl × 0.84 μg/μl = 29.4 μg
(2)纯度检测
RNA 溶液的 A260/A280 的比值即为 RNA 纯度,比值范围 1.8 到 2.1。
2. 变性琼脂糖凝胶电泳测定
(1)制胶
1 g 琼脂糖溶于 72 ml 水中,冷却至 60℃,10 ml 的 10× MOPS 电泳缓冲液和 18 ml 的 37% 甲醛溶液(12.3 M)。
10×MOPS 电泳缓冲液
浓度 成分
0.4 M MOPS,pH 7.0
0.1 M 乙酸钠
0.01 M EDTA
灌制凝胶板,预留加样孔至少可以加入 25 μl 溶液。胶凝后取下梳子,将凝胶板放入电泳槽内,加足量的 1×MOPS 电泳缓冲液至覆盖胶面几个毫米。
(2)准备 RNA 样品
取 3 μgRNA, 加 3 倍体积的甲醛上样染液,加 EB 于甲醛上样染液中至终浓度为 10 μg/ml. 加热至 70℃ 孵育 15 分钟使样品变性。
(3)电泳
上样前凝胶须预电泳 5 min, 随后将样品加入上样孔。5-6 V/cm 电压下 2 h, 电泳至溴酚兰指示剂进胶至少 2-3 cm.
(4)紫外透射光下观察并拍照
28S 和 18S 核糖体 RNA 的带非常亮而浓(其大小决定于用于抽提 RNA 的物种类型),上面一条带的密度大约是下面一条带的 2 倍。还有可能观察到一个更小稍微扩散的带,它由低分子量的 RNA(tRNA 和 5S 核糖体 RNA)组成。在 18S 和 28S 核糖体带之间可以看到一片弥散的 EB 染色物质,可能是由 mRNA 和其它异型 RNA 组成。RNA 制备过程中如果出现 DNA 污染,将会在 28S 核糖体 RNA 带的上面出现,即更高分子量的弥散迁移物质或者带,RNA 的降解表现为核糖体 RNA 带的弥散。用数码照相机拍下电泳结果。
三、样品 cDNA 合成
1. 反应体系
序号 | 反应物 | 剂量 |
1 | 逆转录 buffer | 2 μl |
2 | 上游引物 | 0.2 μl |
3 | 下游引物 | 0.2 μl |
4 | dNTP | 0.1 μl |
5 | 逆转录酶 MMLV | 0.5 μl |
6 | DEPC 水 | 5 μl |
7 | RNA 模版 | 2 μl |
8 | 总体积 | 10 μl |
轻弹管底将溶液混合,6 000 rpm 短暂离心。
2. 混合液在加入逆转录酶 MMLV 之前先 70℃ 干浴 3 分钟,取出后立即冰水浴至管内外温度一致,然后加逆转录酶 0.5 μl,37℃ 水浴 60 分钟。
3. 取出后立即 95℃ 干浴 3 分钟,得到逆转录终溶液即为 cDNA 溶液,保存于-80℃ 待用。
四、 梯度稀释的标准品及待测样品的管家基因(β-actin)实时定量 PCR
1. β-actin 阳性模板的标准梯度制备 阳性模板的浓度为 1011,反应前取 3 μl 按 10 倍稀释(加水 27 μl 并充分混匀)为 1010, 依次稀释至 109、108、107、106、105、104, 以备用。
2. 反应体系如下:
标准品反应体系
序号 | 反应物 | 剂量 |
1 | SYBR Green 1 染料 | 10 μl |
2 | 阳性模板上游引物 F | 0.5 μl |
3 | 阳性模板下游引物 R | 0.5 μl |
4 | dNTP | 0.5 μl |
5 | Taq 酶 | 1 μl |
6 | 阳性模板 DNA | 5 μl |
7 | ddH2O | 32.5 μl |
8 | 总体积 | 50 μl |
轻弹管底将溶液混合,6 000 rpm 短暂离心。
3. 管家基因反应体系:
序号 | 反应物 | 剂量 |
1 | SYBR Green 1 染料 | 10 μl |
2 | 阳性模板上游引物 F | 0.5 μl |
3 | 阳性模板下游引物 R | 0.5 μl |
4 | dNTP | 0.5 μl |
5 | Taq 酶 | 1 μl |
6 | 待测样品 cDNA | 5 μl |
7 | ddH2O | 32.5 μl |
8 | 总体积 | 50 μl |
轻弹管底将溶液混合, 6000 rpm 短暂离心。
3. 制备好的阳性标准品和检测样本同时上机,反应条件为:93℃ 2 分钟,然后 93℃ 1 分钟,55℃ 2 分钟,共 40 个循环。
五、 制备用于绘制梯度稀释标准曲线的 DNA 模板
1. 针对每一需要测量的基因,选择一确定表达该基因的 cDNA 模板进行 PCR 反应。
2. 反应体系
序号 | 反应物 | 剂量 |
1 | 10× PCR 缓冲液 | 2.5 ul |
2 | MgCl2 溶液 | 1.5 ul |
3 | 上游引物 F | 0.5 ul |
4 | 下游引物 R | 0.5 ul |
5 | dNTP 混合液 | 3 ul |
6 | Taq 聚合酶 | 1 ul |
7 | cDNA | 1 ul |
8 | 加水至总体积为 | 25 ul |
轻弹管底将溶液混合,6000rpm 短暂离心。
35 个 PCR 循环(94℃ 1 分钟;55℃ 1 分钟;72℃ 1 分钟); 72℃ 延伸 5 分钟。
(3)PCR 产物与 DNA Ladder 在 2% 琼脂糖凝胶电泳,溴化乙锭染色,检测 PCR 产物是否为单一特异性扩增条带。
(4)将 PCR 产物进行 10 倍梯度稀释: 将 PCR 产物进行 10 倍梯度稀释: 设定 PCR 产物浓度为 1×1010,依次稀释至 109、108、107、106、105、104 几个浓度梯度。
六、 待测样品的待测基因实时定量 PCR
1. 所有 cDNA 样品分别配置实时定量 PCR 反应体系。
2. 体系配置如下
序号 | 反应物 | 剂量 |
1 | SYBR Green 1 染料 | 10 ul |
2 | 上游引物 | 1 ul |
3 | 下游引物 | 1 ul |
4 | dNTP | 1 ul |
5 | Taq 聚合酶 | 2 ul |
6 | 待测样品 cDNA | 5 ul |
7 | ddH2O | 30 ul |
8 | 总体积 | 50 ul |
轻弹管底将溶液混合,6 000 rpm 短暂离心。
(3)将配制好的 PCR 反应溶液置于 Realtime PCR 仪上进行 PCR 扩增反应。反应条件为:93℃ 2 分钟预变性,然后按 93℃ 1 分钟,55℃1 分钟,72℃1 分钟,共 40 做个循环,最后 72℃7 分钟延伸。
七、 实时定量 PCR 使用引物列表
引物设计软件:Primer Premier 5.0,并遵循以下原则:引物与模板的序列紧密互补;引物与引物之间避免形成稳定的二聚体或发夹结构;引物不在模板的非目的位点引发 DNA 聚合反应(即错配)。
八、电泳
各样品的目的基因和管家基因分别进行 Realtime PCR 反应。PCR 产物与 DNA Ladder 在 2% 琼脂糖凝胶电泳,GoldView 染色,检测 PCR 产物是否为单一特异性扩增条带。