實驗目的
1.了解聚合酶鏈反應的基本原理和用途。
2.掌握聚合酶鏈反應的基本技術流程。
實驗原理
聚合酶鏈反應(PCR)是由兩段人工合成的寡核苷酸引物分別與待擴增DNA片段兩翼互補,此過程通過對待擴增模板加熱變性後又與引物複性來實現。在DNA聚合酶和4種NTP及適當的條件下對模板DNA進行加熱變性,然後再冷卻複性後,退火引物在人聚合酶作用下得以延伸。如此反複進行變性、退火和DNA合成的循環。每一輪擴增的產物又充當下一輪擴增的模板,所以在這一周而複始的過程中每完成一個循環,就可大約使目的DNA產物增加1倍。理論上講擴增產量是以指數遞增的,即循環後產物產量即為拷貝。
雖然靶DNA呈指數擴增效率極高,但並非永無止境。在正常反應條件下,經25~30個循環拷貝數,DNA聚合酶的量就成為製約反應進行的因素。
正因為PCR技術能在30個循環約2小時內將靶DNA片斷拷貝數擴增數百萬倍,並具操作簡單、快速、特異性強和靈敏度高的種種優點,所以該技術自1985年問世以來就以驚人的速度被廣泛應用於與生命科學有關的各領域內,為研究生命科學提供了一個解決實際問題的嶄新又高效的方法。
本實驗是針對人常染色體上重複家族人順序而設計引物,因而在人血中的白細胞中靶DNA模板大量存在,使尋找標本材料和實驗過程本身變得更簡單易行。從而使這個新技術易於在各條件不同的實驗室中普及。
實驗材料
(一)標人白細胞基因組DNA(製備方法見附)為DNA模輯。
(二)器材:微量加樣器一把,高溫高壓滅菌處理過的微量吸頭高壓滅菌微量離心管、攝子、托盤天平、離心機、微波爐、電泳儀、膠模、梳子、三角燒瓶量筒、漂板、恒溫水浴鍋兩台,水浴器隻需一台:一次性塑料手套、透射式紫外檢測儀。
實驗內容
(一)操作程序
用指甲刮彈離心管壁使內容物充分混合,放入951水浴加熱5分鍾(可做一專用泡沫漂板,使離心管大部分浸在水浴中)然後加入聚合酶和液體石蠟,充分混勻後,離心15―30秒,迅速轉入92攝氏度水浴中加熱30秒。再轉入58攝氏度水浴放置40秒,此後在這兩個溫度水浴中進行30次往返即可。
本實驗亦可不按上述的二步循環法;而按通常采用的三步循環法進行。即將上述擴增體係加入酶前經95攝氏度水浴5分鍾處理,然後加入酶混勻,加石蠟油,離心15—30秒,此後即可按如下程序和參數進行循環。
上述這種三步循環法,在無?自動儀時同樣可以手工操作,設定3個水浴鍋,溫度分別為變性,複性和延伸的溫度;有自動儀則把反應管置於機器內的反應孔中關好蓋板,把循環步驟、溫度、時間和循環次數等參數按機器的提問一一設定好後,即可開機運轉,自動儀將按你的要求自動完成循環。
(二)擴增結果的電泳檢測
1.配瓊脂糖凝膠
在幹淨三角燒瓶中加入瓊脂糖後放入微波爐中加熱數分鍾使瓊脂糖徹底溶化(注意別讓其過熱溢出),操作時間可用棉手套或一塊沙布裹住瓶頸將三角燒瓶取出搖勻,待冷至60攝氏度立即用微量加樣器,加入使其終濃度為係致癌劑,操作時必須帶一次性手套)。將搖勻後小心倒入膠模中製膠,待膠完全凝固後,小心拔出梳子即可取膠放入電泳槽內以備電泳(凡接觸帶的凝膠務必帶上一次性手套進行操作,養成習慣)。
2.點樣
將待測PCR產物DNA樣本用微量加樣器按下列比例配製:
PCR產物DNA在一次性手套表麵充分混勻後,用微量加樣器加入,上述已浸入電泳槽內凝膠的加樣孔內,正規盡電泳還應該有空白樣本,所謂空白樣本即除其內不含有靶DNA模板外,其餘內容物和中帶有模板人的擴增反應係統及條件完全一致的空白對照,以排除因汙染原因帶來假陽性擴增反應的可能、如有條件還應該在點樣時留出孔,以備加一標準品DNA同步走電泳,以比較靶DNA的大小和含量。
3.電泳
在10V/Cm和TBE為緩衝液的條件下電泳10—15分鍾。
4.檢測結果
在透射式紫外燈下檢測走好的凝膠,紅色的帶紋即為擴增產物。
注意事項
1.所用的緩衝液、吸頭和離心管使用前必須經過高溫高壓滅菌處理
2.所有並非即用的離心眘都應蓋嚴,以免汙染能致癌,凡配膠、倒膠和取膠檢測接觸時均應帶上一次性手套。