浅谈基因扩增仪检测技术.pdf

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1、罗曼：浅谈基因扩增仪检别技术浅谈基因扩增仪检测技术罗曼(武汉市计量测试检定(研究)所，湖北武汉430050)摘要：随着基因扩增技术在实际工作中的不断运用和发展，本文从理论背景和实践操作等方面着手，联系基因扩增仪发展现状，浅析仪器温度校准的关键参数及检测中发现的问题和建议。关键词：基因扩增；示值误差；均匀度；过冲中图分类号：TH77文献标识码：A国家标准学科分类代码：530．67DOI：10．15988／j．cnki．1004～6941．2015．03．035AnalysisoftheGeneAmplificationInstrumentLuoM

2、an当今，国内外在制药、食品、法医鉴定以及航空航天(3)临床分子诊断试剂和生物试剂公司药品研发。(4)等多个领域的基因检测仪器种类繁多，推陈出新，呈现设转基因、微生物、动物源性成分检测，常见于医药卫生及、越赠备功能集成化、复杂化和测量条件极端化等趋势，给计量农产品检验领域。∞∞∞∞检测工作带来一些新课题。1基因扩增技术的定义简介及应用领域基因扩增技术是由美国生物学家凯利·穆利斯(KaryMullis)发明，并因此于1993年l0月荣获当年的诺贝尔化学奖。他发明的这项生物学技术成果可简述为：在相关酶和引物存在的条件下，利用人工方法，通过重复热循环

3、过程，使特定基因得以不断复制。具体的热循环过程，可分为以下三个阶段：(1)高温0204060801OO12014016O变形90℃～96℃DNA双链受热变性裂解为2条单链t／sDNA模板；(2)低温退火25℃一65℃两条人工合成的寡图1标准PCR循环温度曲线核苷酸引物与互补的单链DNA模板结合，形成部分双2基因扩增仪器的发展历程链；(3)适温延伸合成68℃～75clC在Taq酶的合适温度随着基因扩增技术的不断发展，各类基因扩增仪相72qc下，引物沿模板方向延伸，合成完整的DNA新链。继进入人们的视野。依照该项技术发展的成熟度，基因这样每增加1个

4、热循环，DNA含量即增加1倍。PCR产扩增仪器大致发展到目前的第四代：第一代为手动／机械物以2“的指数形式迅速扩增，经过25～3O个循环后，便可使手式水浴式基因扩增仪；第二代为自动控制型定性基因特定基因的数量扩增10倍以上，获得大量的目标基因。扩增仪；第三代为定时定量基因扩增仪；第四代为数字由于这项技术灵敏度高，操作起来简便、快捷，加上式基因扩增仪。对特定基因样本纯度要求低，因而被广泛地运用在以下相较前三代产品，第四代产品一数字式基因扩增仪检测活动中：(1)医学和健康检验机构临床诊断，用于判已基本克服温度控制精度不高、开盖跑胶过程易带来样断检体

5、中是否会表现某遗传疾病的图谱、传染病的诊断本污染、基因扩增数量受模块孔数限制等诸多缺陷，基因以及基因复制。(2)DNA鉴定，常见于司法鉴定领域。扩增技术较为成熟。收稿日期：2015—01一l4《计量与测试技术)~o15丰42基第3期根据工作目标的不同，基因扩增仪又可分为定性温控装置工作区域在升温或降温至规定温度的过程PCR仪(又称普通PCR仪)和定量PCR仪(又称为荧光中，工作区域内实际温度超出规定温度的量。校准时，过PCR仪)两类。定性PCR通常由样品载台、热循环部件、冲量的计算公式为：超出值一设定值。控制部件和电源部件等部分组成。定量PCR

6、仪主要由样品载台、热循环部件、传动部件、荧光检测光学部件、微电路控制部件、计算机及应用软件组成。二者的区别在于后者在前者的基础上增加了荧光检测系统，借助样本和标准品之间的对比来实现定量分析，更加直观的获得被检样本最初的浓度或含量。3基因扩增仪的温度校准项目据不完全统计，全国的PCR仪约有75万台。由于图296孔板谈头布点示恿图PCR仪属于新兴发展的朝阳项目，还没有相应的国家标4基因扩增仪的检测现状及建议准、行业标准和校准规范。很多实验室对于PCR仪的检目前国际上只有荷兰、意大利等国开展PCR仪的检测仅停留在自检自校或依赖于厂商的售后维护。即使同

7、测校准研究，技术不对外公布且为非官方行为，国内的研一台PER仪，使用时间长了，热特性参数也会发生改变，究则处于摸索阶段，成型的产品仍是空白。结合市面上其升降温速率、温度准确性和各孑L之间的温度差异也会现行的PCR检测仪，仍发现一些不足之处有待改善：随之变化，甚至个别孔的温度与设定值偏差很大。已经(1)传统的温度校准设备在PCR仪工作温度(0～形成特定领域一个庞大的检测市场。100)oC段，无法满足精度要求，自带系统误差偏大。例基因扩增仪本质上就是一个温度控制系统。仪器通●oo●ooo●如仪器本身0．1℃的温控精度，按照1／3原则选取标准过对温度

8、的精确控制，提供反应所需的热循环温度。除ooooOooo器，则需要作为标准器的温度传感器不确定度达到了试剂和消耗品对检测结果的影响外，温度控制的动、稳