PCR技术及其应用 ppt课件

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PCR技术的基本原理及应用 ppt课件

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11、增效PCR(booster PCR)
当扩增少于1000拷贝的模板DNA时会遇到
两个问题:一是形成引物二聚体,一是非特异扩
增。消耗了引物和酶,而特异扩增产量降低。
对于这种情况,可设置二步PCR,先用较低
浓度的引物进行初级PCR,此时由于引物少,形
成产物二聚体的可能减少,但它并不影响靶序列
的扩增,只是由于引物少产量不高。约经15~20
和检测病理切片中含量ppt课较件 少的靶序列。
42
操作步骤
1. 细胞或组织固定:细胞经固定和乙醇通透化处理后便适 于一般PCR试剂(包括引物和Taq酶)进入
2. PCR扩增细胞内目的片段
3. 原位杂交检测扩增产物
A.阳性对照
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B.阴性对照
43
C.原位检测mRNA表达
8、逆转录PCR(RT-PCR)
Prize
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2
精品资料
• 你怎么称呼老师?
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点,你 是否会认为老师的教学方法需要改进?
• 你所经历的课堂,是讲座式还是讨论式? • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒,也不怕那风雨狂,只怕先生骂我 笨,没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照,花儿对我笑,小鸟说早早早……”
研究生课程
第五章 PCR技术及原理(4学时)
ppt课件
1
第一节 PCR的原理
Kary Mullis
research scientist in the 1980s at a California biotechnology company called Cetus
co-winner of 1993 Nobel

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实验操作人员应接受专业培训,熟悉安全操作规程,避免在实验过程 中受伤或感染。
07
总结与展望
Pcr技术的总结
PCR技术的原理
PCR是一种在生物实验室中广泛应用的分子生物学技术,其基本原理是通过特定的DNA 聚合酶,在DNA双链之间进行热循环,从而实现DNA的快速扩增。
PCR技术的应用领域
PCR技术在许多领域都有广泛的应用,包括遗传学、医学、生物技术和农业等。通过PCR 技术,科学家们可以快速、准确地检测和鉴定DNA序列,这对于遗传疾病的诊断、生物 多样性的研究和基因工程等领域具有重要意义。
安全问题
生物安全
PCR实验涉及的生物材料可能具有传染性,因此需要采取适当的生物 安全措施,如穿戴个人防护装备、实验室内消毒等。
废物处理
实验产生的废物应按照相关规定进行妥善处理,避免对环境和人类健 康造成危害。
防止污染
PCR实验过程中应采取措施防止污染,如设置阴性对照、定期检测实 验室环境等。
人员安全
PCR技术的优缺点
PCR技术具有高灵敏度、高特异性和操作简便等优点,但也存在一些局限性,如对模板 DNA的纯度要求高、易受污染等。因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的 PCR方法。
Pcr技术的发展趋势
要点一
提高灵敏度和特异性
随着基因组学和分子生物学研究的深 入,对PCR技术的灵敏度和特异性提 出了更高的要求。因此,未来的PCR 技术需要进一步提高其灵敏度和特异 性,以满足更广泛的研究和应用需求 。
05
Pcr技术的拓展应用
基因克隆与表达
基因克隆
通过PCR技术,科学家可以快速、准 确地获取特定基因片段,为基因克隆 提供基础。
基因表达
利用PCR技术,可以检测基因在不同 条件下的表达水平,有助于理解基因 功能和调控机制。

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遵循标准化操作流程,确保实验 的一致性和准确性。
数据分析
对实验数据进行统计分析,识别 并排除异常值。
质量控制标准
制定质量控制标准,对实验结果 进行评估和监测。
04
PCR技术发展与展望
PCR技术的改进与创新
1 2
优化反应体系
通过调整反应成分和条件,提高PCR的特异性和 灵敏度,降低背景噪音。
新型PCR技术的开发
PCR技术的原理
双链DNA加热变性
在高温下,双链DNA解旋为单链 DNA。
引物与单链DNA结合
根据已知序列设计特异性引物, 在低温下与单链DNA结合。
DNA聚合酶催化延伸
在适宜温度下,耐高温的DNA聚 合酶催化引物沿着单链DNA延伸
,合成互补链。
重复加热变性、退火和延伸
反复进行变性、退火和延伸,实 现DNA片段的指数级扩增。
产物检测与鉴定
电泳检测
可以使用琼脂糖凝胶电泳 或聚丙烯酰胺凝胶电泳检 测PCR产物。
荧光检测
可以使用荧光染料或探针 检测PCR产物。
测序鉴定
如果需要,可以对PCR产 物进行测序,以确定其序 列是否与预期一致。
03
PCR实验注意事项
实验安全
实验室安全须知
确保实验室内环境整洁,避免交 叉污染。
个人防护措施
THANKS
食品安全检测
利用PCR技术检测食品中的微生物、毒素和污染 物,保障食品安全。
PCR技术的研究方向
提高灵敏度和特异性
进一步优化PCR技术,提高检测的灵敏度和特异性,降低假阳性 或假阴性的可能性。
标准化和质量控制
建立PCR技术的标准化和质量控制体系,确保实验结果的可靠性和 可比性。

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引物二聚体
总结词
引物二聚体是指引物之间形成的二聚体,影响PCR扩增效率。
详细描述
引物二聚体的形成可能由于引物设计不当、引物浓度过高、退火温度过低等原因 导致。为解决这一问题,可以优化引物设计,降低引物浓度,适当提高退火温度 等措施。
05
PCR 实验设计
选择合适的引物
引物长度
根据基因序列选择合适的引物长度, 通常为18-30bp。
设置PCR 仪温度循环
设置变性温度
将PCR仪温度设置为95℃,进 行变性处理,使DNA双链解开
成单链。
设置退火温度
根据引物特异性,设置适当的 退火温度,使引物与单链DNA 结合。
设置延伸温度
设置适当的延伸温度,使DNA 聚合酶从引物起始合成DNA链 。
设置循环数
根据实验目的和DNA片段大小 ,设置适当的循环数,确保目
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目录
• PCR 简介 • PCR 原理 • PCR 实验步骤 • PCR 常见问题与解决方案 • PCR 实验设计 • PCR 数据分析
01
PCR 简介
PCR 定义
• 聚合酶链式反应(PCR):一种在生物体外复制特定DNA的分子生物学技术,通过DNA聚合酶的作用,以一对寡核苷酸引 物定向导引下完成特定DNA的片段扩增。
在PCR中,DNA的复制是通过特定的引物和聚合酶,在特定的温度和循环次数下完 成的。
引物与模板DNA结合后,聚合酶从引物的3’端开始合成新的DNA链。
聚合酶与引物
聚合酶是生物体内负责DNA复 制的酶,具有耐高温的特性。
在PCR中,常用的聚合酶有Taq 酶和Tfl酶等。
引物是人工合成的短片段DNA ,能够与目标DNA特异性结合 ,为聚合酶提供起始点。

PCR技术的原理与应用ppt课件

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2
1988年Saiki 等从温泉中分离的一株水生嗜热杆菌 (thermus aquaticus) 中提取到一种耐热的DNA聚合酶。此 酶耐高温,并提高了扩增片段特异性和扩增效率,增加了 扩增长度(2.0Kb)。由于提高了扩增的特异性和效率,因而 其灵敏性也大大提高。此酶的发现使PCR技术被广泛的应用。
13
锚定PCR : 锚定PCR(Anchored PCR, A-PCR)主要用于分析具有可
变末端的DNA序列,Loh等用锚定PCR对人外周血淋巴细胞T 细胞受体α-链的mRNA的多变性进行了分析。先合成cDNA, 并用末端脱氧核苷酸转移酶在其3’-可变区末端加上一个 PolyG尾巴。Loh等在恒定区与可变区连接部位设一个引物, 另一个引物是一个具5’-polyG尾巴的引物。带有PolyG尾巴的 引物是一个固定点,它可以并与PolyG尾巴结合,无论其余部 分序列如何,只识别片段末端,利用此法可从前述mRNA中检 出至少20种不同序列,每一种都是独特的,表明锚定PCR不对 任何特殊序列有倾向性结果,可用于T细胞、肿瘤及其它部位 抗体基因的研究。
8
Mg2+浓度:Mg2+对PCR扩增的特异性和产量有显著 的影响,在一般的PCR反应中,各种dNTP浓度为 200umol/L时,Mg2+浓度为1.5~2.0mmol/L为宜。 Mg2+浓度过高,反应特异性降低,出现非特异扩增, 浓度过低会降低Taq DNA聚合酶的活性,使反应产物 减少。
9
2.PCR技术的主要类型及其应用
14
锚定PCR原理示意图
15
标记PCR和彩色PCR:
标记PCR(Labelled Primers,LP-PCR),LP-PCR是利 用同位素或荧光素对PCR引物的5‘端进行标记,用来检测 靶基因是否存在。彩色PCR(Color Complementation assay PCR,CCAPCR),是LP-PCR的一种。它用不同颜色的荧 光染料标记引物的5’端,因而扩增后的靶基因序列分别带 有引物5‘的染料,通过电泳或离心沉淀,肉眼就可根据不 同荧光的颜色判定靶序列是否存在及其扩增状况,此法可 用来检测基因的突变,染色体重排或转位,基因缺失及微 生物的型别鉴定等。

《PCR临床应用》课件

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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的原理与应用课件

PCR的原理与应用课件
加上EcoRI接头,磷酸化,cDNA分级
cDNA合成完毕,准备连接
第一链合成
cDNA合成过程示意图
.
*
cDNA序列的克隆
.
*
(二)PCR的种类 2.Nested PCR: 巢式PCR 原理: 利用两套PCR引物(巢式引物)对进行两轮PCR扩增反应。在第一轮扩增中,外引物用以产生扩增产物,此产物在内引物的存在下进行第二轮扩增。 优点: 由于巢式PCR反应有两次PCR扩增,从而降低了扩增多个靶位点的可能性(因为与两套引物都互补的引物很少)增加了检测的敏感性;两对PCR引物与检测模板的配对,增加了检测的可靠性;增加有限量靶序列(如稀有mRNA)的灵敏度,并且提高了困难PCR(如5'RACE)的特异性。 应用: 一般应用于动物方面。如: 病毒,梅毒螺旋体,HIV,肿瘤基因等。
•高灵敏度
•适用于在单个样品中检测几个mRNA
•适用于大量样品分析
一步法和两步法RT-PCR的比较
.
*
EcoRI
寡聚(dT)随机6碱基引物R
寡聚(dT)
随机6碱基引物R
mRNA
(A)n (T)
(A)n
(A)n (T)
R
R
R
R
R
R
第二链合成
(A)n (T)
(A)n
R
R
R
R
R
R
(A)n (T)
EcoRI
很少有在公司工作的科研人员得 诺贝尔奖, Mullis是其中之一
.
*
Mullis开车的时候, 瞬间感觉两排路灯就是DNA的两条链, 自己的车和对面开来的车象是DNA聚合酶, 面对面地合成着DNA, ……
.
*
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Iso-Thermal PCR
Iso-Thermal Fast Sensitive LAMP / RPA
Loop-mediated isothermal amplification (LAMP)
Recombinase polymerase amplification
Two primers Quantitativable Sensitive Long Primers
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
Proofreading DNA Polymerase Pfu, KOD …
DMSO, betaine Redesign Primers
Hot-Start Polymerase
PCR Optimization: Primer Design Softwares
Primer3: Command line style design tool
PCR Reagents
Template DNA Primers
dNTP DNA Polymerase
Buffer Mg2+
Questions
Annealling
v.s.
DNA polymerase
Why primers are essential for DNA polymerase?
PCR procedure & stages
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
PCR技术及其应用
医学分子细胞生物学研究方法
PCR技术在医学中的应用
What is PCR Why do PCR How to PCR
polymeR)
Developed in 1983 by Kary Mullis
1993年的诺贝尔化学奖
Animation of PCR
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.
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
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
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)
Application of PCR
Application of PCR
Selective DNA isolation Amplification and Quantification PCR in forensic science PCR in diagnosis of diseases
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
Initialization step Denaturation step
20~40 Cycles
Annealing step
Elongation step
Final elongation
Final hold
Exponential amplification Leveling off stage Plateau
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
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