医学分子细胞生物学研究方法 PCR技术在医学中的应用 PPT

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PCR技术在临床检验中的应用.ppt

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36
34
32
30
CT
28
26
24
22
20 0.001
Sample
y = -1.2908Ln(x) + 27.187 R2 = 0.997
0.010
0.100
1.000
(Log N) initial concentration
10.000
100.000
DNA标准品扩增图
50 ng/ µL
Smaller the CT number the more DNA detected
约40%
假基因
基因片段
内含子,非翻 译序列
串联重复序列/ 成簇重复序列
散在重复序列
人类基因组的组织成分
DNA指纹技术基本流程图
DNA指纹图的遗传规律
遗传方式:子代图谱中所有的片段都可以在双亲的图谱 中找到,片段的传递符合孟德尔遗传规律。
个体的组织同一性:即来源于身体不同部位与类型的组 织,其DNA指纹图谱是一致的。
Threshold – 即能够检测到的荧光信号域值,通过比较不
同样品达到域值所需的循环数,从而可以比较不同样品的 浓度。
CT (Cycle Threshold) -在荧光定量PCR技术中,有一
个很重要的概念 —— Ct值。C代表Cycle,t代表 threshold,Ct值的含义是:每个反应管内的荧光信号到 达设定的域值时所经历的循环数。
STR分析个体基因型原理
引物
AATG AATG AATG
7 repeats
引物
引物
引物
8 repeats
重复单位的不同决定了个体之间的特异性
纯合子 = 双等位基因等长 杂合子 = 双等位基因不等长

PCR技术的发展和应用-PPT课件

PCR技术的发展和应用-PPT课件

在设计引物时,必须使外引物的GC%含量高于 内引物,因而在一个含有不同引物的反应管中, 早期的PCR循环中,长引物在较高的温度下与 模板特异结合,此时内因物是被排斥的,因此 扩增产物是外长片段,在后期PCR循环时,由 于融合温度改变到只适于套组引物,外引物是 被排斥的,因此,此时的扩增产物是套组片段。 因此,巢式PCR的关键是引物设计,可以在外 引物5ˊ端增加多个GC钳子(GC- clamp)达到 如病原微生物的检测与鉴别,可同时进行多种病 原微生物的鉴定。
2.2 植物学研究
在植物分子育种、基因表达研究、种质纯度鉴定、 病虫害检测等方面,多重PCR 也得到重视。
2.3 海洋生物学研究
海洋浮游生物数量庞大,种类繁多,而且幼 体时期外形相似。研究发现,不同种类浮游 生物细胞色素氧化酶I 的DNA差异明显,据此, 研究者可通过设计特异性引物,采用多重 PCR 方法进行分类鉴定。
巢式PCR可以增加有限量靶序列(如 稀有mRNA)的灵敏度,并且提高了 困难PCR的特异性。 另外,如果大片断扩增错误,则小片 断错误扩增的概率很大。
锚定PCR(Anchored PCR)
以基因组总DNA 为起始材料, 用于克隆某一已知 片段的侧翼序列, 如分离某一基因的调控序列, 分 析T-DNA 或转座子插入突变体等。
复性时间略微延长,以使引物与模板之间完全 结合。 延伸反应的时间不宜过长,否则会导致非特异 性扩增带的出现。
反应体系中适当增大模板DNA、引物、聚合酶、 dNTP的用量,调整缓冲液组分,以获得最佳 扩增效果。
反向PCR(Inverse PCR, IPCR)
扩增位于靶DNA区段之外的两侧未知的DNA序列
3.多重PCR的技术要素
一个理想的多重PCR 反应体系,并非单一 PCR 的简单混合,需要针对目标产物,进行 全面分析、反复试验,建立适宜的反应体系 和反应条件。多重PCR 的技术要素主要包括 目的片段选择、引物设计、复性温度和时间、 延伸温度和时间、各反应成分的用量等。多 重PCR 的目标是多个目的片段的扩增,因此 目的片段的选择是核心。

PCR技术在医学检验中应用PPT

PCR技术在医学检验中应用PPT
PCR技术在医学检验中应 用
PCR技术是一种用于扩增DNA片段的技术,通过反复进行离子交换、退火和 DNA复制等步骤,可在短时间内从细胞或病原体中快速检测和鉴定特定基因 序列。
什么是PCR技术
PCR技术(聚合酶链式反应)是一种体外扩增DNA的方法,可以从少量DNA 片段扩增为大量。它由三个关键步骤组成:变性、退火、延伸。
乙肝病毒
PCR技术能够检测乙肝病毒的DNA,及早发现感染者,进行干预治疗,降低乙肝炎的发病 和死亡率。
PCR技术在遗传病筛查中的基因 突变,评估遗传病风险,并提供 遗传咨询和辅助生育建议。
人类基因组计划
分子诊断检测
PCR技术在人类基因组计划中发 挥重要作用,加速研究和理解人 类遗传变异对健康和疾病的影响。
PCR技术的原理
PCR技术的原理基于DNA聚合酶的特殊性质,通过循环反应的方式,在不断调整温度条件下,实现DNA片段 的扩增和复制。
PCR技术在医学检验中的应用
1
疾病诊断
PCR技术可用于检测常见疾病的致病因子,如心血管病、肿瘤、传染病等,为 早期诊断和治疗提供重要依据。
2
个体化治疗
PCR技术能够检测个体基因差异,为临床治疗制定个体化方案,提高疗效和减 少不良反应。
PCR技术作为分子诊断的主要手 段,广泛应用于遗传病和染色体 疾病的检测和诊断。
PCR技术的优势和局限
优势
• 高灵敏度和特异性 • 快速和可靠的结果 • 扩增效率高
局限
• 容易受到污染 • 复杂的试剂和仪器要求 • 对样本质量和处理要求高
结论和要点
PCR技术在医学检验中发挥着重要的作用,可用于疾病诊断、个体化治疗、病毒检测和遗传病筛查。它具有 高灵敏度和特异性,但也存在污染和仪器要求高的局限。

PCR技术及其延伸与应用PPT课件

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5
PCR与病毒类疾病应用
• 杂交法检测植物病毒和类病毒 • 利用RT-PCR对黄瓜病毒源种类进行检测 • 诊断人类乳头状病毒HPV感染
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6
诊断遗传疾病
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7
PCR的特点
• 特异性高-聚合酶 • 首次报导用大肠杆菌的DNAPolymerase I的
Klenow大片段。90℃会变性失活,需每次 PCR循环都要重新加入;同时引物是在37℃ 延伸 • Taq DNA聚合酶 1988年Saiki等从温泉水中 分离到的水生嗜热杆菌中提取的热稳定的, 扩增过程中,单核苷酸的错误参入程度很 低、其错配率一般只有约万分之一
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8
• 高度敏感:
• dNTP贮备液 • DNA模板
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11
操作程序
• 试剂混合 • PCR仪程序设计:94℃变性30s,55℃退火20s,然后
在72℃延伸30s,共循环30-35次。最后一次循环结束后, 再将反应管置72℃温育5min,以确保充分延伸。
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12
PCR反应基本条件及其对PCR的影响
• 100μl反应液中含1-2.5u Taq DNA聚合酶为佳, • Taq DNA聚合酶保存不当而失活是PCR实验失败的
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14
缓冲液
• 缓冲液的目的:给Taq DNA聚合酶提供一个最适酶催反应 条件。
• 目前最为常用的缓冲体系为10-50mmol/L Tris-HCl (Tris是一种双极性离子缓冲液,pH变化于6.8-7.8之间。 将Tris浓度加大到50mmol/L,pH8.9,有时会增加产量。

PCR技术及其应用(医学分子生物学)

PCR技术及其应用(医学分子生物学)
PCR技术及其应用(医学分 子生物学)
PCR技术是一种在实验室中用于从极微小的DNA样本中进行扩增的技术。它采 用特定的酶系统和温度循环,使得DNA片段可以被放大成大量可见的形式。
PCR技术原理
PCR技术利用DNA聚合酶在体外合成DNA的特性。它涉及三个主要步骤:变性、引物结合和扩增。
PCR技术应用领域
基因组学研究
PCR技术在基因组学研究中发挥着重要作用,可以用于从复杂基因组中扩增特定的DNA区域。
遗传疾病诊断
PCR技术可以用于检测携带有致病基因突变的人群,帮助进行早期诊断和预防。
法医学鉴定
PCR技术在法医学中可用于鉴定嫌疑犯的DNA,为犯罪调查提供重要证据。
PCR技术在医学研究中的应用
基因表达研究
2
基因突变筛查
PCR技术可以用于筛查各种遗传性疾病的突变,帮助早期诊断和预后评估。
3
体外受精
Hale Waihona Puke PCR技术在体外受精过程中可以检测和筛查胚胎的遗传疾病,提高受孕成功率。
PCR技术在药物研发中的应用
1 药物代谢研究
PCR技术可以用于研究药物在人体内的代谢途径和速度,以及相关的影响因素。
2 毒性评估
PCR技术可以检测和分析药物对细胞和组织的毒性作用,帮助评估药物的安全性。
PCR技术可以检测和定量特定基 因的表达水平,帮助解析基因功 能。
细胞株鉴定
PCR技术可用于验证和鉴定细胞 株是否为纯种,以确保实验结果 的准确性。
基因克隆
PCR技术可以在研究中克隆和扩 增特定的基因序列,为后续研究 提供材料。
PCR技术在临床诊断中的应用
1
病原检测
PCR技术可以迅速检测出引起感染的病原微生物,为精确诊断和治疗提供依据。

《PCR临床应用》课件

《PCR临床应用》课件

案例二:遗传疾病的pcr诊断
总结词
早期诊断、准确率高
详细描述
PCR技术在遗传性疾病的诊断中具有重要作用。通过对特定基因的扩增和检测,可以在早期发现遗传 性疾病的存在,提高诊断的准确率,为患者及早接受治疗提供依据。
案例三:肿瘤标志物的pcr检测
总结词
灵敏度极高、有助于肿瘤早期发现
详细描述
PCR技术可以用于检测肿瘤标志物,如癌胚抗原、甲胎蛋白 等。通过对肿瘤标志物的扩增和检测,可以灵敏地发现肿瘤 的存在,有助于肿瘤的早期发现和治疗。
对样品质量要求高
对于某些降解严重或质量差的 样品,PCR可能无法获得理想
的结果。
PCR技术的前景展望
新技术的发展
个性化医疗
随着新技术如数字PCR、实时荧光定量PCR 等的出现,PCR技术的应用将更加广泛和精 确。
随着基因组学的发展,PCR技术有望在个性 化医疗领域发挥重要作用,为患者提供更 加精准的治疗方案。
特点
高灵敏度、高特异性、高扩增效率。
PCR技术原理
双链DNA在高温下解旋为单链,引物与单链DNA模板结合,在DNA聚合酶的作 用下,按照碱基互补配对原则合成新的DNA链。
通过多次循环,使目的DNA片段在短时间内获得极大程度的扩增。
PCR技术的发展历程
1971年
1985年
1988年
1993年
Kary Mullis发现Taq酶 。
PCR技术具有很好的可重复性 ,实验结果稳定可靠。
PCR技术的局限性
成本高
PCR技术需要特定的仪器和试 剂,成本较高,对于一些资源
有限的地方可能难以普及。
易污染
PCR技术对实验操作要求高, 如果操作不慎,容易造成交叉 污染,影响实验结果。

生物检测技术-PCR技术PPT

生物检测技术-PCR技术PPT

引物
根据需要扩增的序列长度和特异性要 求,确定引物的浓度和种类。
PCR扩增及产物分析
扩增
在PCR仪中进行扩增反应,设置适当的温度和循环次数,使DNA片 段得以扩增。
电泳分析
将扩增产物进行电泳分离,通过染色或荧光标记等技术对产物进行 分析和检测。
结果判断
根据电泳结果判断PCR扩增是否成功,并对产物进行定性或定量分析。
3
引物合成
将设计好的引物交由专业的引物合成公司进行合 成,得到可用于PCR反应的引物。
反应体系的组成
DNA聚合酶
选择高活性、高保真度的DNA聚合 酶,确保PCR扩增的准确性和特异性。
dNTPs
提供PCR所需的四种脱氧核苷酸,即 dATP、dCTP、dGTP和dTTP。
缓冲液
提供适宜的酸碱度和离子浓度,维持 DNA聚合酶的活性。
基因突变和突变的检测
基因突变检测
PCR技术可以用于检测基因突变,通过设计特定的引物,可以扩增特定的DNA片段,通过比较正常和异常序列的 扩增产物,可以检测出基因突变的位置和类型。
突变筛选
利用PCR技术可以对大量样本进行突变筛选,通过设计针对特定突变的引物,可以对大量样本进行高通量的突变 检测,有助于疾病的早期发现和治疗。
快速高效
PCR技术能够在短时间内完成DNA的大规模扩增,大大提高了检测效 率。
操作简便
PCR技术流程相对简单,易于操作,使得它在实验室中得到了广泛应 用。
缺点
成本较高
PCR技术所需的仪器、试剂等成本较高, 对于一些经费有限的实验室来说可能是
一个负担。
对样品质量要求高
PCR技术的灵敏度使得其对样品质量 要求较高,样品中微小的杂质或污染

pcr技术课件

pcr技术课件

pcr技术课件PCR技术课件PCR(聚合酶链反应)是一种基于DNA复制的技术,它在分子生物学和遗传学研究中起着重要的作用。

PCR技术的课件可以帮助学生更好地理解PCR的原理、应用和意义。

本文将介绍PCR技术的基本原理、扩增过程、应用领域以及PCR在医学诊断和基因工程中的应用。

一、PCR技术的基本原理PCR技术是通过反复进行DNA的复制来扩增目标DNA片段。

它主要由三个步骤组成:变性、退火和延伸。

首先,将DNA样本加热至95°C,使DNA双链解开成两条单链。

然后,将温度降至50-60°C,引入引物(即DNA复制的起始点),使其与目标DNA序列互补结合。

最后,将温度升至72°C,加入DNA聚合酶,使其在引物的引导下合成新的DNA链。

这样,每一轮PCR循环都会产生两倍于前一轮的DNA数量,从而实现DNA的指数级扩增。

二、PCR技术的扩增过程PCR技术的扩增过程包括若干个PCR循环,每个循环由三个步骤组成。

在第一轮循环中,目标DNA片段的数量翻倍。

在第二轮循环中,这些新合成的DNA片段再次翻倍,以此类推。

通过多次循环,可以在短时间内扩增出大量的目标DNA片段。

三、PCR技术的应用领域PCR技术在分子生物学和遗传学研究中有广泛的应用。

它可以用于基因克隆、基因定位、基因表达分析、DNA指纹鉴定等。

在基因工程领域,PCR技术也是不可或缺的工具,可以用于构建重组DNA、检测基因突变等。

四、PCR技术在医学诊断中的应用PCR技术在医学诊断中有着重要的应用价值。

例如,PCR可以用于检测病原体的存在,如细菌、病毒和寄生虫等。

通过PCR技术,可以快速、准确地诊断出某些传染病,如艾滋病、乙肝和结核病等。

此外,PCR技术还可以用于检测基因突变,从而帮助医生确定某些遗传性疾病的诊断和治疗方案。

五、PCR技术在基因工程中的应用PCR技术在基因工程中有着广泛的应用。

例如,PCR可以用于构建重组DNA,即将不同来源的DNA片段连接在一起,形成新的DNA序列。

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Primer Design: avoid failure of amplification High difference between product and primer melting temperatures.
3'-end dimer between the Forward and Reverse primers. 3'-end Forward Primer dimer. Terminal stability of the Forward Primer is too high.
Detect fluorescence for each cycle Quantitaive by amplification curve Quanlity control
Real-Time PCR double-stranded DNA-binding dye
Real-Time PCR (quantitative PCR) Detect fluorescence for each cycle
Primers for amplification of human b-actin genomic DNA region
Primer Design: avoid failure of amplification 5’-primer: stem-loop structure with high melting temperature
Primer Design: avoid failure of amplification
PCR methods
Frequently used PCR methods
Reverse Transcription PCR Real-Time PCR (quantitative PCR) Overlap-extension PCR Nested PCR Isothermal PCR
PCR技术在医学中的应用
What is PCR Why do PCR How to PCR
polymerase chain reaction (PCR)
Developed in 1983 by Kary Mullis
1993年的诺贝尔化学奖
Animation of PCR
PCR Reagents
Primer premier: Multi-Oligo design for probes or primers
Oligo 7: Single paired primers design for PCR
e-PCR (NCBI) Avoid non-specific amplification by blast
3 Evolution of machines for PCR
1
2
4
PCR Optimization
Contamination Polymerase errors Hairpins GC-rich Template Non-specific priming Primer dimers Magnesium concentration Deoxynucleotides
Template DNA Primers
dNTP DNA Polymerase
Buffer Mg2+
Questions
Annealling
v.s.
DNA polymerase
Why primers are essential for DNA polymerase?
PCR procedure & stages
Initialization step Denaturation step
20~40 Cycles
Annealing step
Elongation step
Final elongation
Final hold
Exponential amplification Leveling off stage Plateau
Proofreading DNA Polymerase Pfu, KOD …
DMSO, betaine Redesign Primers
Hot-Start Polymerase
PCR Optimization: Primer Design Softwares
Primer3: Command line style design tool
Frequently used PCR methods Reverse Transcription PCR
Frequently used PCR methods Overlap-extension PCR
Frequently used PCR methods Nested PCR
Frequently used PCR methods Real-Time PCR (quantitative PCR)
Real-Time PCR (quantitative PCR) Quanlity control by melting curve
Real-Time PCR Fluorescent reporter probe
Real-Time PCR
Pathogen Diagnosis microRNA Diagnosis heredopathia Diagnosis
Application of PCR
Application of PCR
Selective DNA isolation Amplification and Quantification PCR in forensic science PCR in diagnosis of diseases
Байду номын сангаас
PCR in forensic science
Iso-Thermal PCR
Iso-Thermal Fast Sensitive LAMP / RPA
Loop-mediated isothermal amplification (LAMP)
Recombinase polymerase amplification
Two primers Quantitativable Sensitive Long Primers
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