在開始RT-PCR定量檢測之前,請閱讀關于PCR的實驗方案和操作建議。RNA的純度和完整性是合成全長cDNA的關鍵。RNA的質(zhì)量受RNase A的影響,RNase A是一般實驗室環(huán)境中存在的非常穩(wěn)定的污染物。因此,從事RNA研究時,需要時刻考慮到RNase污染的問題。所有Thermo Scientific應用于逆轉(zhuǎn)錄反應的產(chǎn)品(包括酶、緩沖液、水、核苷酸和寡核苷酸)經(jīng)嚴格測試均不含RNase污染。 為防止污染這些高質(zhì)量的組分,實驗室環(huán)境和所有自制溶液也必須無RNase污染。
避免RNase污染的常規(guī)操作建議:
• 用DEPC處理所有在cDNA合成中將要使用的試管和槍頭,或使用經(jīng)過認證的無RNase的實驗室器具。
• 使用RNA工作的移液器。
• 操作RNA和所有試劑時需佩戴手套,因為皮膚是RNase的主要來源。經(jīng)常更換手套。
• 使用鑒定合格的試劑,包括高質(zhì)量的水(如DEPC-treated water)。
• 使用RNase抑制劑來穩(wěn)定RNA,例如RiboLock RNase Inhibitor (#EO0381)。
• 進行cDNA合成前,要求對RNA的完整性進行鑒定。
• 例如,如果在總RNA的變性瓊脂糖凝膠電泳中,人的18S rRNA(分子量約1.9kb)和28S rRNA(分子量約為5kb)都形成了非常窄的條帶,則認為該樣品中的mRNA是完整無缺的。
RT反應混合物的組分
模板RNA
標準方法分離的細胞總RNA,可與Thermo Scientific逆轉(zhuǎn)錄酶或*鏈cDNA合成試劑盒一起成功使用。純化的RNA要求無鹽、金屬離子、乙醇和酚殘留,以避免在逆轉(zhuǎn)錄反應期間
產(chǎn)生抑制作用。另外,RT-PCR的模板RNA必需無DNA污染,以避免PCR或qPCR出現(xiàn)假陽性結果。推薦使用DNase I,RNasefree(#EN0521)除去制備的RNA中痕量的DNA殘留。設置RT-PCR對照反應,對照組中模板是未經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄的RNA。
從制備的RNA中除去基因組DNA:
1. 在RNase-free的試管中加入以下組分:
RNA | 1-2 μg |
10x reaction buffer with MgCl2 | 1 μl |
DNase I, RNase-free (#EN0521) | 1-2 μl (1-2 U) |
DEPC-treated Water | to 9 μl |
Total volume | 10 μl |
2. 37℃孵育30分鐘。
3. 加入1μl 50mM EDTA后,65℃孵育10分鐘。無螯合劑存在時加熱將促使RNA水解2?;蛘呤褂梅?氯仿抽提RNA。
4. 所制備的RNA可用作逆轉(zhuǎn)錄的模板。
備注:
• 每μg RNA,不要使用超過1U的DNase。
• 如果有大量RNA,可以將反應體系放大。
• 推薦的RNAzui終濃度為0.1-0.2 μg/μl。
• RiboLock RNase Inhibitor(#EO0381)也可以加入到反應體系中,抑制可能存在于起始RNA溶液中的RNase A。推薦使用濃度為1U/μl。
引物
oligo(dT)18、隨機引物或基因特異性引物均可用于*鏈cDNA的合成。Oligo(dT)18引物從真核mRNA 3’-末端的Poly(A)尾開始合成cDNA。而隨機引物,如六聚體引物,可以從所有類型RNA(rRNA和mRNA)開始進行cDNA合成。因此,使用隨機引物合成的cDNA比使用Oligo(dT)18引物合成的cDNA更加復雜,可能降低接下來PCR反應的靈敏度和/或特異性。然而,隨機引物可以優(yōu)先應用于以下幾種情況:使用無poly(A)尾的真核生物mRNA進行cDNA合成,或使用富含poly(A)的RNA模板進行cDNA合成,以及進行長片段mRNAs 5’-區(qū)域的RT-PCR?;蛱禺愋砸餅閏DNA合成提供了zui高的特異性,引物由用戶自己制備。
逆轉(zhuǎn)錄酶
所有的Thermo Scientific 逆轉(zhuǎn)錄酶均適用于全長*鏈cDNA合成,但逆轉(zhuǎn)錄酶在反應溫度、可轉(zhuǎn)錄的RNA量、靈敏度和RNase H活性方面有所不同。每種酶推薦使用的反應條件請
參見《使用RNA作為起始材料:用于RT-PCR和RT-qPCR的Thermo Scientific解決方案 》
*鏈cDNA的合成
下面列出了使用RevertAid H Minus Reverse Transcriptase進行*鏈cDNA合成的實驗方案。使用其它種類逆轉(zhuǎn)錄酶的相應反應條件,請參見第56頁的逆轉(zhuǎn)錄酶選擇表。Master Mix
為了準備多個平行實驗并zui大程度減少加樣誤差和污染,先將除了RNA和引物之外的所有反應組分預先混合制備RT master mix。制備足量的master mix(足夠用于所需反應并多配制一份以補償加樣誤差)。將模板RNA加入到各個試管中,并置于冰上。將所制備的master mix等分加入含有RNA的試管中。各組分自冷藏取出后,融化混勻并短暫離心,冰浴放置。
1. 按以下順序在無菌、nuclease-free的試管(冰浴放置)中加入以下組分:
模板 RNA | 總 RNA 或 poly(A) RNA 或特異性 RNA | 0.1 ng - 5 μg 10-500 ng 0.01 pg - 0.5 μg |
引物 | Oligo(dT)18 引物 (#SO131) 或隨機六聚體引物 (#SO142) 或基因特異性引物 | 0.5 μg (100 pmol) 0.2 μg (100 pmol) 15-20 pmol |
DEPC-treated Water (#R0601) | to 12.5 μl | |
總體積 | 12.5 μl |
2. 任選:如果RNA模板GC含量高,或含有二級結構,則需要輕輕混勻,短暫離心,65℃孵育5分鐘后在冰上急冷,短暫離心后冰浴放置。
3. 按順序添加下述組分,或制備master mix:
5x 反應緩沖液 | 4 μl |
RiboLock RNase Inhibitor (#EO0381) | 0.5 μl (20 U) |
dNTP Mix, 10 mM each (#R0191) | 2 μl (1 mM終濃度) |
RevertAid H Minus Reverse Transcriptase (#EP0451) | 1 μl (200 U) |
總體積 | 20 μl |
4. 輕輕混勻并短暫離心。
5. 如果引物為 oligo(dT)18 或基因特異性引物,反應條件為42℃孵育60分鐘。如果使用隨機六聚體引物,則在25℃孵育10分鐘后,再在42℃孵育60分鐘。對于GC含量高的RNA的轉(zhuǎn)
錄實驗,可將反應溫度升高到45℃。
6. 反應液70℃加熱5分鐘以終止反應。
備注
• 逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)品可直接用于PCR中,或在-20℃下儲存。
• 在50μl PCR反應體系中,使用2μl 逆轉(zhuǎn)錄反應混合物。
qPCR優(yōu)化指南
優(yōu)化參數(shù) | 建議 |
qPCR 板 | 建議使用不透明的白色PCR板進行qPCR檢測。這種白顏色實質(zhì)上消除了孔與孔之間的串聯(lián)干擾,并提高了熒光探測的效率,從而增加了定量檢測的靈敏度以及孔與孔之間的一致性。 |
模板質(zhì)量 | qPCR檢測中使用的核酸要求具有足夠的純度。模板污染(如基因組DNA、蛋白質(zhì)、碳水化合物或有機溶劑)會對定量檢測的可靠性和可重復性產(chǎn)生巨大影響。模板質(zhì)量必須通過分光光度儀(如Thermo Scientific Nanodrop)、微流體或PAGE進行檢測。 |
擴增子長度 | 擴增子長度理想情況下,擴增子長度應在100bp至150bp之間,以確保qPCR反應效率盡可能接近100%。好的qPCR效率可以促進定量檢測的可重復性和靈敏度。對于特定試劑,遵守其使用說明中關于擴增子長度的要求。 |
SYBR Green法 的引物設計 | 鑒于PCR引物是qPCR定量檢測中成本相對較低的一種組分,對于每一種新的qPCR定量檢測試劑,推薦訂購和測試至少兩對引物,增加建立可靠的、可重復的、靈敏的定量檢測方法的機會。 |
測試引物 | 使用SYBR Green法對一系列梯度稀釋的模板進行檢測,以確認qPCR定量檢測方法的重復性、特異性、靈敏度和動態(tài)范圍。理想情況下,qPCR反應的效率應高于90%,低于105%,而定量檢測的可重復性應高于r=0.998。 |
有效的RT | 實驗初始階段應根據(jù)供應商說明書中的方法進行逆轉(zhuǎn)錄實驗,但RT步驟的用時和溫度可以進行相應優(yōu)化以提高逆轉(zhuǎn)錄酶的效率。應在一系列RNA濃度范圍上對逆轉(zhuǎn)錄酶進行測試,以確保定量檢測的線性度。 |
熱啟動 | qPCR方案包括在95℃加熱的步驟,以確保熱啟動DNA聚合酶被*激活。必須遵守試劑的使用說明。加熱步驟時間太短會影響定量檢測的重復性和靈敏度。 |
循環(huán)方案 | 循環(huán)方案即便您曾經(jīng)使用其他供應商的混合試劑對您的定量檢測方法進行過優(yōu)化,我們?nèi)匀唤ㄗh使用Thermo Scientific qPCR master mix使用指南中推薦的熱循環(huán)方案。如果需要進行定量檢測方法優(yōu)化,應該首先檢查退火溫度。 |
退火溫度 | 測試一系列的退火溫度。根據(jù)qPCR結果,應以2-3℃為單位升高或降低退火溫度。此操作可通過設定thermal gradient在一個簡單的實驗中完成。也可以使用多個qPCR實驗來測試一系列的退火溫度。 |
引物濃度 | 一般使用在master mix中推薦的引物濃度來進行qPCR反應。如果需要優(yōu)化,嘗試以25mM為單位升高或降低引物濃度。 |