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PCR實(shí)驗(yàn)也能翻車?這些方法來解決

發(fā)布時(shí)間: 2022-06-14 瀏覽量:0

6.14日  天氣晴

小師妹一天心情實(shí)錄

PCR 實(shí)驗(yàn)前

就這?這么簡單的實(shí)驗(yàn)姐分分鐘做完

做 PCR 實(shí)驗(yàn)中

姐就是女王,自信放光芒

電泳跑膠后

嗯?怎么什么條帶都沒有!除了 marker 還是 marker!

分析原因中

大意了!一定是有什么東西忘加了

再次 PCR 實(shí)驗(yàn)中

模板、引物、DNA 聚合酶、水,這回沒錯(cuò)了!

電泳跑膠后

一整個(gè)大無語,跑膠還是沒條帶!實(shí)驗(yàn)女王重演翻車現(xiàn)場!


聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)是分子生物學(xué)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技術(shù)之一,但如果忽略了其中的一些要點(diǎn),即使是實(shí)驗(yàn)室里的大神,也會(huì)遇到目的序列擴(kuò)增不出的情況。PCR 的成功與否與模板、引物、DNA 聚合酶及其他反應(yīng)組分、反應(yīng)條件這四大要素緊密相關(guān),今天我們就一起梳理下 PCR 失敗的主要原因和對(duì)策吧!


PCR成功的四大要素及注意事項(xiàng)

1

模板(點(diǎn)擊下方文字展開查看解決方案)

模板降解

  1. 盡量選擇新鮮提取的模板進(jìn)行 PCR 擴(kuò)增,通過凝膠電泳檢測(cè)模板的完整性,若降解嚴(yán)重需要重新制備模板;

  2. 模板避免反復(fù)凍融。

模板中含有DNA聚合酶活性抑制劑

  1. 采用離心柱法提取核酸,純化模板,消除抑制劑的干擾;

  2. 適當(dāng)減少模板量,采用梯度稀釋摸索最佳模板量;

  3. 選用抗逆性強(qiáng)的 DNA 聚合酶。

模板量太低

  1. 適當(dāng)增加模板量;

  2. 模板為 cDNA 時(shí),選用目的基因表達(dá)量高的組織提取高質(zhì)量 RNA 并選用基因克隆專用的反轉(zhuǎn)錄試劑盒得到的 cDNA 作為模板;

  3. 選用靈敏度高的 DNA 聚合酶。

高GC,復(fù)雜模板

  1. 使用 PCR 添加劑(比如 DMSO,甜菜堿)或 GC enhancer,促進(jìn)高 GC,復(fù)雜序列模板雙鏈解離從而有利于引物退火和序列延伸;

  2. 增加變性時(shí)間或溫度,使 DNA 雙鏈徹底解離;

  3. 選用適用于高 GC,復(fù)雜模板擴(kuò)增的 DNA 聚合酶。

長片段

  1. 確保模板的完整性;

  2. 選擇適用于長片段擴(kuò)增的 Taq DNA 聚合酶或者超強(qiáng)高保真 DNA 聚合酶;

  3. 在試劑盒說明書建議的延伸速度基礎(chǔ)上適當(dāng)延長延伸時(shí)間;

  4. 采用抑制熱交錯(cuò) PCR(Suppression Thermo-Interlaced PCR, STI PCR)策略。

2

引物(點(diǎn)擊下方文字展開查看解決方案)

引物降解

  1. 重新合成高質(zhì)量引物,少量分裝保存,防止多次凍融,避免長期置于冰箱冷藏部分。

引物設(shè)計(jì)不合理

  1. 建議使用引物設(shè)計(jì)軟件(比如 Primer premier 6, Oligo 7 等)設(shè)計(jì)并選取評(píng)分較高的引物;

  2. 確保引物和模板結(jié)合的特異性。

3

DNA聚合酶及其他反應(yīng)組分

(點(diǎn)擊下方文字展開查看解決方案)

DNA聚合酶選擇不合適

  1. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇合適的 DNA 聚合酶,比如分子克隆實(shí)驗(yàn)中涉及到序列的高保真擴(kuò)增,需要選擇一款針對(duì)不同類型序列具有普適性的高保真酶。

DNA聚合酶活力下降

  1. 檢查試劑是否過期,按照說明書要求合理保存試劑。

反應(yīng)緩沖液體系與目的基因不匹配

  1. 不同目的 PCR 反應(yīng)要求反應(yīng)緩沖液中的鎂離子、鉀離子、銨離子、化學(xué)添加劑等成分濃度是不一樣的,建議使用試劑盒中優(yōu)化好的緩沖液體系。

4

反應(yīng)條件(點(diǎn)擊下方文字展開查看解決方案)

退火溫度不合適

  1. 使用引物設(shè)計(jì)軟件建議的退火溫度,退火溫度一般比引物的 Tm 值低 5 ℃;

  2. 不同的試劑鹽離子濃度不同,最佳的退火溫度可能存在差異,建議以軟件建議退火溫度為中心設(shè)置溫度梯度,來獲得最佳退火溫度;

  3. 設(shè)置降落 PCR(Step-down)反應(yīng)程序。

其他反應(yīng)條件不合適

  1. 不同的 DNA 聚合酶試劑最佳反應(yīng)條件是有差別的,選用試劑說明書建議的變性溫度和時(shí)間,退火時(shí)間,延伸溫度和速度,循環(huán)數(shù)。


可見在一個(gè)成功的 PCR 實(shí)驗(yàn)里,模板、引物、DNA 聚合酶、反應(yīng)條件這四個(gè)要素缺一不可,尤其對(duì)于一些保真度要求高的長片段、或是一些高 GC 含量的復(fù)雜模板,選擇一款合適的 DNA 聚合酶又起到至關(guān)重要的作用。


Ultra HiFidelity PCR Kit Ⅱ


讓復(fù)雜模板延伸也能縱享絲滑

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  • 高保真性:為 Taq 聚合酶的 180 倍。

  • 模板普適性:能夠識(shí)別不同物種、30%~80%GC含量的DNA片段。

  • 延伸力強(qiáng):可擴(kuò)增長至 20 kb 的 DNA 片段。

  • 高靈敏度:基因組模板用量可低至 1 ng。

  • 操作簡便:只需加入模板和引物,輕松配好體系,PCR 產(chǎn)物平末端,純化后可直接用于無縫克隆。

High Fidelity & Sensitivity


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以下為真實(shí)有效的實(shí)驗(yàn)案例

向上滑動(dòng)查看更多案例

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1

不同的酶保真性比較

采用 KP213 和市場主流產(chǎn)品擴(kuò)增 4kb DNA 片段(35 個(gè)循環(huán)),產(chǎn)物用 TIANGEN PCR-free 建庫試劑盒進(jìn)行建庫,illumina 平臺(tái)測(cè) 1G 數(shù)據(jù)量,后續(xù)根據(jù)各產(chǎn)品擴(kuò)增堿基突變率得出產(chǎn)品的保真性。TIANGEN KP213 保真性可達(dá) Taq 酶的 180 倍


2

普適性比較

使用不同高保真酶分別擴(kuò)增不同來源、不同長度的片段。結(jié)果顯示,KP213 在擴(kuò)增能力、特異性、普適性、長片段擴(kuò)增效率方面的綜合性能表現(xiàn)優(yōu)秀。

A: TIANGEN KP213; B: TY 公司高保真酶;C: K  公司高保真酶。模板上樣量: 基因組 DNA, 200 ng; Lamda DNA, 50 ng。

M: TIANGEN D15000 Marker。1: 0.75 kb; 2: 1 kb; 3: 2 kb; 4: 3.9 kb; 5: 6 kb; 6: 0.48 kb (GC 75%); 7: 1.5 kb (GC 71%); 8: 2 kb; 9: 8.2 kb; 10: 2.3 kb; 11: 2 kb; 12: 3 kb; 13: 8.2 kb; 14: 8.1 kb; 15: 15 kb。


3

高低GC模板適應(yīng)性

采用超強(qiáng)高保真酶 Ⅱ 擴(kuò)增不同 GC 含量(30%~79%)的目的序列,都能得到特異性擴(kuò)增產(chǎn)物。

M: TIANGEN DNA Marker Ⅳ。

1: 0.4 kb, GC 75%; 2: 0.7 kb, GC 30%; 3: 1.1 kb, GC 79%; 4: 1.5 kb, GC 71%; 5: 1.9 kb, GC 72%; 6: 2.4 kb, GC 35%; 7: 3.9 kb, GC 70%; 8: 4.1 kb, GC 65%。


4

長片段擴(kuò)增能力

以水稻基因組和cDNA為模板,采用超強(qiáng)高保真酶Ⅱ擴(kuò)增不同長度的目的序列,都能擴(kuò)出目的產(chǎn)物。

M: TIANGEN D15000 Marker。 1-4: 模板為水稻基因組DNA; 5-7: 模板為水稻 cDNA。

1: 8.3 kb; 2: 13.3 kb; 3: 13.9 kb; 4: 16.5 kb; 5: 5.3 kb; 6: 6.5 kb; 7: 12.9 kb。



神器在手,實(shí)驗(yàn)無憂

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 反饋結(jié)果 


聲明

1. 首單特惠及贈(zèng)禮每個(gè)課題組僅享受一次。

2. 有獎(jiǎng)?wù){(diào)研及首單贈(zèng)送禮品將于2022年7月29日前發(fā)放,如果有退換貨情況,首單贈(zèng)品則退回或折價(jià)。

3. 反饋有禮結(jié)果提交截止至2022年9月2日。禮品將分批發(fā)放,第一批于2022年7月29日前發(fā)放完畢,第二批于2022年9月16日前發(fā)放完畢。

4. 活動(dòng)參與方需確認(rèn)未因法律法規(guī)或機(jī)關(guān)/ 機(jī)構(gòu)政策的限制而不得參加活動(dòng)或不得收受來自 TIANGEN 的禮品,活動(dòng)參與方承諾其參與活動(dòng)及提交的相關(guān)資料不會(huì)侵犯任何第三方的權(quán)利和利益,并使天根免于任何損失和責(zé)任。

5. 禮品兌換針對(duì)的是客戶,而非客戶工作人員。客戶應(yīng)對(duì)其工作人員領(lǐng)取禮品進(jìn)行管理,客戶工作人員個(gè)人領(lǐng)取禮品視為客戶領(lǐng)取禮品,禮品所有權(quán)應(yīng)歸客戶所有,因禮品領(lǐng)取及后續(xù)管理不善產(chǎn)生的和責(zé)任由客戶承擔(dān)。

6. 參與方應(yīng)根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定就根據(jù)促銷政策而兌換的所有禮品承擔(dān)相應(yīng)的納稅義務(wù)(若有)。

7. 宣傳單中禮品圖片版權(quán)歸各品牌商所有。

8. 本次活動(dòng)禮品贈(zèng)送范圍僅限科研客戶,不包括臨床診斷領(lǐng)域客戶。

9. 本活動(dòng)不與其他活動(dòng)同享,天根生化科技(北京)有限公司享有對(duì)本活動(dòng)的解釋權(quán)。


參考文獻(xiàn)

Zhao Z., Xie X., Liu W., Huang J., Tan J., Yu H., Zong W., Tang J., Zhao Y., Xue Y., Chu Z., Chen L., and Liu Y.-G. (2022). STI PCR: an efficient method for amplification and de novo synthesis of long DNA sequences. Mol. Plant. doi: https://doi.org/10.1016/j.molp.2021.12.018.


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