解析两大荧光定量技术机理

Real Time PCR法是实时监测解析PCR扩增量的方法。因其无需电泳，大大减低了实验污染的机率，且具有快速、可对检测靶基因定量而倍受青睐。实时荧光定量PCR避免了传统PCR以终产物检测定量产生的偏差，提高实验的重复性。该技术已被广泛用于检测细胞、细菌等mRNA表达量的变化；比较不同组织的mRNA表达差异；验证基因芯片，siRNA干扰的实验结果。

一、荧光定量技术需要的配套设备

1、荧光定量PCR仪
ABI 7900荧光定量PCR仪
Lightcycler 240荧光定量PCR仪
2、离心机
Heras低温高速离心机
Beckman低温高速离心机

二、荧光定量技术检测方法

1、TaqMan探针方法
该技术以美国 ABI 公司为代表。 PCR 扩增时，在加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针。该探针为一直线型的寡核苷酸片断，两端分别标记一个荧光报告基团和一个荧光淬灭基团，在TaqMan探针法的定量PCR反应体系中，包括一对PCR引物和一条探针。探针只与模板特异性地结合，其结合位点在两条引物之间。探针的5′端标记有报告基团(Reporter, R)，如FAM、VIC等，3′端标记有荧光淬灭基团(Quencher, Q)，如TAMRA等。当探针完整的时候，报告基团所发射的荧光能量被淬灭基团吸收，仪器检测不到信号。随着PCR的进行，Taq酶在链延伸过程中遇到与模板结合的探针，其3′→5′外切核酸酶活性就会将探针切断，报告基团远离淬灭基团，其能量不能被吸收，即产生荧光信号（图4）。所以，每经过一个PCR循环，荧光信号也和目的片段一样，有一个同步指数增长的过程。信号的强度就代表了模板DNA的拷贝数。

图1 TaqMan探针的荧光信号产生机制

2、SYBR Green I嵌合荧光法
SYBR Green I荧光染料技术原理：SYBR Green I是一种只与DNA双链结合的荧光染料（图2）。当它与DNA双链结合时，发出荧光；从DNA双链上释放出来时，荧光信号急剧减弱。因此，在一个体系内，其信号强度代表了双链DNA分子的数量。SYBR Green荧光染料法定量PCR的基本过程是：1、开始反应，当SYBR Green染料与DNA双链结合时发出荧光。2、DNA变性时，SYBR Green染料释放出来，荧光急剧减少。3、在聚合延伸过程中，引物退火并形成PCR产物。4、聚合完成后，SYBR Green染料与双链产物结合，定量PCR系统检测到荧光的净增量加大。

图2 SYBR Green I荧光染料与DNA双链的结合

SYBR Green I荧光染料能与所有的DNA双链相结合，对DNA模板没有选择性，所以特异性不如TaqMan探针。要想用荧光染料法得到比较好的定量结果，对PCR引物设计的特异性和PCR反应的质量要求就比较高。在此前提下，本法是一种成本低廉的选择。