PCR過程中免不了遇到各種問題,如擴不出目的條帶、有非特異性條帶、空白對照出現(xiàn)擴增產(chǎn)物、擴增產(chǎn)物跑膠彌散或拖尾、高保真PCR出現(xiàn)突變等等。今天小編就帶大家來聊一聊PCR的常見問題應該如何解決。
PCR實驗包括反應體系的配置和反應程序,反應體系中有模板、引物、dNTP、酶、buffer、Mg2+,反應程序又包括預變性、變性、退火、延伸和徹底延伸。那么在PCR出現(xiàn)問題時主要是從反應體系的各個組分和反應程序上來進行調(diào)節(jié)優(yōu)化。
實驗組無擴增條帶
(1) 引物
檢查人工合成的引物是否因存儲條件不當而降解(建議用新合成的引物進行嘗試);引物設計是否合理,可利用BLAST檢查引物特異性或重新設計引物(如果之前用過該引物,可排除引物設計問題)。
(2) 模板
長期放置、反復凍融會導致模板斷裂、開環(huán)或降解,應使用新鮮制備的DNA雙鏈作為模板;模板GC含量過高會導致DNA的雙鏈無法打開,此時加入PCR Enhancer,可以有效降低解鏈溫度;模板為粗品,有可能是DNA未釋放出來(若樣本為植物葉片,要確保植物為非多糖多酚植物,取新鮮幼嫩的葉片,并將葉片面積剪小,如黃槍頭尖部面積大??;可適當延長裂解時間)或存在抑制物(建議降低模板濃度,嘗試不同稀釋倍數(shù)的模板);若模板為cDNA,要確認逆轉錄所用RNA的純度、完整度以及逆轉錄所用的引物(若擴增長片段,建議使用高質(zhì)量的RNA逆轉錄,逆轉錄時不加隨機引物)。
(3) 酶
反應所用的酶因保存或運輸不當而失活,建議更換新酶或用另一來源的酶重新實驗。
(4) 擴增體系
反應體系配制錯誤,建議重復實驗。
(5) 反應程序
檢查變性溫度是否準確,PCR儀指示溫度與實際溫度是否相符,如果溫度過高,酶在前幾個循環(huán)就迅速失活,溫度過低則模板變性不徹底;若模板為酵母菌,可將預變性時間延長10min;退火溫度不合適,可對退火溫度設置梯度,摸索最佳的退火溫度;如果目的片段較長,可嘗試Touch Down 程序;檢查延伸時間是否充足。
(6) Mg2+濃度不合適
Mg2+濃度過低可影響PCR產(chǎn)量甚至使PCR擴增失?。籑g2+濃度過高會降低PCR的特異性,應適當調(diào)整Mg2+濃度。
非特異性擴增
(1) 引物
引物設計不夠優(yōu)化。引物與靶序列有非特異性互補或自身聚合成二聚體,可降低引物濃度進行優(yōu)化,必要時重新設計引物。
(2) 模板
模板不純,被污染,需重新制備模板。
模板降解或過量,通過電泳檢查模板完整性及濃度,必要時重新純化模板。模板的使用量請參考說明書。
(3) 反應程序
反應程序不夠優(yōu)化。如果出現(xiàn)比目的條帶小的雜帶,可通過提高退火溫度,降低循環(huán)數(shù)調(diào)整;如果出現(xiàn)比目的條帶大的雜帶,可縮短延伸時間、降低循環(huán)數(shù)。
(4) 酶
酶量加入過多。
空白對照出現(xiàn)擴增產(chǎn)物
(1) 引物設計不合理。
擴增序列與非目的擴增序列有同源性,PCR也可以擴增出非靶序列的序列。
(2) 看膠圖:空白對照條帶的大小是否與目的條帶一樣,空白對照條帶的亮度是否與目的條帶一樣。
若擴增產(chǎn)物條帶大小與目的條帶一致,說明有污染。更換新的Mix、水或引物重復實驗。反應體系在超凈工作臺內(nèi)配制,減少氣溶膠污染。空白對照條帶的亮度比目的條帶弱:可通過降低循環(huán)數(shù)使實驗組目的條帶擴出,而空白對照擴不出目的條帶。
擴增產(chǎn)物跑膠條帶彌散或拖尾
(1) 膠:制膠時要使膠完全融化。
(2) 引物:檢查人工合成的引物是否因存儲條件不當而降解。
(3) 模板:降解或過量,可通過電泳檢查模板完整性及濃度,必要時重新制備模板。模板的使用量請參考說明書。如果目的條帶較長,模板是cDNA,要確認逆轉錄所用RNA的純度及完整度,逆轉錄時不加隨機引物重新逆轉錄。
(4) 反應程序:反應程序不夠優(yōu)化。退火溫度不合適,可對退火溫度設置梯度,摸索最佳的退火溫度;嘗試Touch Down 程序。
(5) 酶:酶量加入過多。
高保真PCR出現(xiàn)突變
(1)測序樣品數(shù)量:一般來說,一個樣品的測序結果不一定可靠,建議多測幾個。
(2) 突變處的測序信號:檢查測序信號是否可信,在測序反應的開始和最后部分測序信號不太可信。
(3) 突變的具體位置和突變類型:檢查多個測序結果中突變位置是否一樣,突變類型是否一樣,如果都在同樣的位置發(fā)生了同樣的突變,則可以排除酶的原因,因為酶引起的突變是隨機的,不可能總在一個位置發(fā)生突變。
(4) 模板類型:若模板是質(zhì)粒,是否測過序;若模板是cDNA,有可能是cDNA本身帶有突變。
(5) 其他原因(模板反復凍融、模板長時間在紫外光下照射導致的模板發(fā)生突變;基因序列與NCBI上的不一致)。