Ⅰ 常用檢測RNA的分子生物學技術有哪些
PCR技術。
分子生物學技術有PCR、分子克隆、核酸電泳、瓊脂糖凝膠電泳測序、DNA,RNA提取、轉化外源DNA、體外轉錄、逆轉錄、cDNA文庫構建、原位雜交等。
Ⅱ 科普講堂|實時熒光定量PCR檢測方法
聚合酶鏈式反應(PCR)是一種用於放大擴增特定的DNA片段的分子生物學技術,它可看作是生物體外的特殊DNA復制,PCR的最大特點是能將微量的DNA大幅增加。目前,PCR成為分子生物學研究必不可少的一部分。實時熒光定量PCR(Quantitative Real-time PCR)技術,是指在PCR反應體系中加入熒光基團,利用熒光信號積累實時監測整個PCR進程,最後通過標准曲線對模板進行定量分析的方法。該項技術可以對DNA、RNA樣品進行相對定量、絕對定量和定性分析,提高了普通PCR技術的特異性和准確性,被廣泛應用於基礎研究、疾病診斷、農業檢測和法醫調查等領域。
一、常規PCR
利用DNA分子會在體外95°高溫時會發生變性解旋變成單鏈,然後降溫到60°C左右時引物會與單鏈DNA按鹼基互補配對原則結合,接著再升高溫度到72°C左右,即DNA聚合酶最適反應溫度,DNA聚合酶會沿著磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成相應的互補鏈,如此循環往復以達到DNA分子擴增的目的,常規PCR技術無法實現精確定量。
二、實時熒光定量PCR
如要對DNA、RNA樣品進行精確定量研究,就需要採用實時熒光定量PCR,根據檢測實時熒光PCR產物的方式不同,實時熒光定量PCR主要有DNA結合染料法、基於探針的化學法、淬滅染料引物法等類型。
1. DNA 結合染料法
原理 :應用一種帶有熒光的、非特異的DNA結合染料檢測PCR過程中積累的擴增產物。
應用於核算定量和基因表達驗證。
優缺點: 它們的優點是可以對任何雙鏈DNA 進行定量,不需要探針,具有相對高的靈敏度和可靠性,並且成本低,簡單易用,缺點是它們能在反應中結合所有的DNA雙鏈,其中包括在PCR過程中產生的引物二聚體或其他非特異產物。
染料法一般使用的是SYBR Green I染料,這是一種可以與雙鏈DNA小溝結合的熒光染料,不會與單鏈DNA結合,並且在游離狀態下幾乎無熒光,只有與雙鏈DNA結合才會發出熒光,因此將PCR擴增產生的雙鏈DNA數量與熒光強度直接關聯,產生實時監測的效果。
2. 基於探針的化學法
原理: 應用一個或多個熒游標記的寡核苷酸探針檢測PCR擴增產物;依賴熒光能量共振傳遞檢測特異性擴增產物。
應用於核酸定量、基因表達驗證、等位基因鑒別、SNP分型、病原體和病毒檢測、多重PCR。
優缺點: 探針法的鑒別能力遠遠大於DNA結合染料法,因為它們只與目的產物結合,從不與引物二聚體或其他非特異產物結合,缺點是它的合成價格高。
探針法中最常用的TaqMan探針是一種寡核苷酸探針,熒光基團連接在探針的5』末端,而淬滅基團則在3』末端,PCR擴增時在加入引物的同時加入探針,探針完整時,熒光信號被淬滅基團吸收,PCR擴增時,5』→3』外切酶活性將探針酶切降解,使熒光基團和淬滅基團分離,從而檢測器可以接收到熒光信號。
3. 淬滅染料引物法
原理: 採用熒游標記引物擴增,從而使熒游標記基團直接摻入PCR擴增產物中,依賴熒光能量共振傳遞。
應用於核酸定量、基因表達驗證、等位基因鑒別、SNP分型、病原體和病毒檢測、多重PCR
優缺點:探針和目標片段的特異性結合產生熒光信號,因此減少了背景熒光和假陽性,還可進行多重PCR擴增,缺點是原料成本價格高
三、實時熒光PCR儀
實時熒光PCR系統包括熱循環儀,用於熒光激發的光學系統以及用於收集熒光數據和管理分析的計算機軟體,數據通過實時分析軟體以圖表的形式顯示。
Ⅲ 從免疫學和分子生物學討論現代生物技術在食品檢測中的應用
生物技術檢測方法具有特異的生物識別功能、極高的選擇性,它可與現代的物理化學方法相結合,產生一些簡單、結果精確、靈敏、專一、微量和快速、成本低廉的檢測方法,因此其在食品檢驗中佔有越來越重要的地位。
在食品檢驗中應用的幾種生物檢測技術
1 免疫法
免疫法是最靈敏的生物檢測方法,具有高特異性和高靈敏性(靈敏度可達1ppb,1ppm)、操作簡便、再現性好,應用前景看好。用免疫法可進行蛋白質檢測,由於不同蛋白質的物理、化學性質差別極小,只能通過各種免疫方法或標記探針法加以區別。
(1) 熒光抗體法
將熒光抗體溶液滴加於固定的標本上,一定時間後用緩沖液沖洗,若有相應抗原存在,即與熒光抗體結合,在熒光顯微鏡下即可看到發熒光的抗體復合物。熒光抗體法在微生物污染鑒定中經常使用,最常用於沙門氏菌的檢測。
(2) 放射免疫法
靈敏度高,但操作相對復雜,放射免疫法同位素半衰期短,保存及操作不便。目前應用情況受到限制。
(3) 酶聯免疫吸附法
是一種基本的酶免疫檢測方法,其選擇性好、靈敏度高、快速、易操作、結果判斷客觀准確、實用性強。酶免疫法和其他免疫法一樣,都是以抗體和抗原的特異性結合為基礎的。以酶或輔酶為標記物,標記抗原或抗體,用酶促反應的放大作用來顯示初級免疫學反應。
酶聯免疫吸附法除可檢測食品中的毒素、殘留農葯及微生物外還可用於營養素的測定。
(4) 凝集反應法
當有電解質存在時,顆粒狀的抗原與其特異性的抗體結合並生成可見凝集塊的反應稱為凝集反應,有直接反應和間接反應法。利用凝集反應可測定抗體的效價,也可用於細菌、病毒等的分類。
(5) 沉澱反應法
沉澱反應法常見的是一種瓊脂擴散試驗。單向擴散是利用不同抗原抗體在瓊脂中不同的擴散速度而會在瓊脂中出現幾條相互分離的沉澱帶。雙向擴散則是利用抗原抗體都向中間層―――瓊脂擴散而形成沉澱帶,根據分離沉澱帶的數量可確定抗原抗體種類。
(6) 免疫擴散法
利用蛋白質在半固體基質上的擴散作用,使抗原和抗體在濃度比例合適的部位產生沉澱帶或沉澱環,從而檢測蛋白質。如血清中IgG、IgA、IgM含量的測定。
(7) 免疫電泳法
免疫電泳法是將電泳和瓊脂擴散沉澱反應相結合的一種方法,即先將血清或蛋白質抗原在瓊脂凝膠中進行電泳。帶電的蛋白質抗原向負極移動,加入抗血清後,不同區點的抗原再與抗體進行沉澱,當相應抗原抗體接觸,在適當比例下形成弧形沉澱帶,根據沉澱帶的位置對蛋白質的各組分進行檢測。如免疫球蛋白含量的測定。
2 酶檢測法
酶檢測法就是用酶來測定某些用一般化學方法難於檢測的食品成分的含量或測定食品中某些特殊酶的活性或含量。其最大特點就是特異性強。所以常用於分析結構和物理化學性質比較相近的同類物質的分別鑒定。如測定食品中殘存有機農葯的含量、微生物污染或了解食品的制備、保存情況。
酶檢測法的樣品一般不需要進行很復雜的預處理,由於酶的催化效率很高,反應條件溫和,酶檢測法的檢測速度也比較快。常用的有以下方法:
(1) 終點測定法
在以待測物質為底物的酶反應中,如果使底物能夠接近完全地轉化為產物,而且底物或產物又具有某種特徵性質,通過直接測定轉化前後底物的減少量、產物的增加量或輔酶的變化等就可以定量待測物質。
(2) 動力學測定法
在反應體系中精確加入一定數量的酶,測定反應物或產物變化的速度。測定的參數可以是吸光度、熒光度、pH值等。
(3) 多酶偶聯測定法
當被測定的底物或反應產物沒有易於檢測的物理化學手段時,可採用兩種或兩種以上的酶進行連續式或平行式的偶聯反應,使底物通過兩步或多步反應,轉化為易於檢測的產物,從而測定待測物質的含量。例如葡萄糖的定量測定。
(4) 利用輔酶作用或抑制劑作用測定法
如果待測物質可作為某種酶專一的輔酶或抑制劑,則這種物質的濃度和將其作為輔酶或抑制劑的酶的反應速度之間有一定關聯,因此通過測定該酶的反應速度就能進行這種物質的定量。嘌呤、核甙酸、維生素、輔酶及食品中農葯、殺蟲劑的檢驗可用此法。
(5) 通過酶反應循環系統的高靈敏度測定法
對於極微量的物質進行酶法檢測時,由於靈敏度的原因,在很多情況下不能應用通常的終點測定法,可設計一個酶反應循環系統來提高檢測靈敏度。
(6) 酶標免疫檢測法
抗體與相應的抗原具有選擇和結合的雙重功能。若要測定樣品中抗原的含量,就將酶與待測定抗原的對應抗體結合在一起,製成酶標抗體。然後將酶標抗體與樣品液中待測抗原,通過免疫反應結合在一起,形成酶―抗體―抗原復合物,通過測定復合物中酶的含量就可得出待測抗原的含量。此法可用於食品的污染檢測,尤其適用於毒素的快速檢測。
(7) 放射性同位素測定法
酶的活性可以採用同位素標記的底物進行測量。經酶解後隨時間所生成的放射性產物含量與酶的濃度成正比。也可用放射性同位素的底物在酶的作用下得到的產物,分離測定產物的同位素含量。此法可用於需要進行極微量的分析或因新發現的酶還未找到適當的分析法時的測定。
3 核酸探針技術
核酸探針技術又名基因探針技術或核酸分子雜交技術,具有敏感性高(可檢出10-9―10-12的核酸)和特異性強等優點。兩條不同來源的核酸鏈如果具有互補的鹼基序列,就能夠特異性的結合而成為分子雜交鏈。據此,可在已知的DNA或RNA片段上加上可識別的標記(如同位素標記、生物素標記等),使之成為探針,用以檢測未知樣品中是否具有與其相同的序列,並進一步判定其與已知序列的同源程度。
核酸探針技術已被廣泛應用於進出口動植物及其產品的檢驗。用於檢驗食品中一些常見的致病菌及產毒素菌,如大腸桿菌、沙門氏菌等多種病原體的檢驗。近年來,放射性同位素標記的核酸探針正越來越多地用於產腸毒素性大腸桿菌的快速檢測。
4 多聚酶鏈反應技術
多聚酶鏈反應技術是一種極敏感的分子生物學方法,是一項DNA體外擴增技術,在體外對特定的雙鏈DNA片段進行高效擴增,故又稱基因體外擴增法。
多聚酶鏈反應技術快速、特異、敏感,在食品中致病菌的檢測方面具有很大的應用潛力。如可用於單核細胞增多症李氏桿菌、金黃色葡萄球菌、頑固性梭狀芽胞桿菌、沙門氏菌等的檢測。
5 基因晶元技術
基因晶元技術能同時將大量探針固定於支持物上,可以一次性對樣品大量序列進行檢測和分析,從而解決了傳統核酸印跡雜交技術的操作繁雜、自動化程度低、操作序列數量少、檢測效率低等不足,是一種在生物技術產品檢測中極有發展前景和應用價值的技術,也是近年來國內外研究的熱點,基因晶元檢測技術完全可能成為21世紀最具活力的檢測技術之一。
基因晶元檢測技術可以判斷該植物是否含有外來的基因序列,而鑒定該植物是否為生物技術作物。
6 免疫感測器
免疫感測器是根據生物體內抗原-抗體特異性結合並導致化學變化而設計的生物感測器,其主要由感受器、轉換器和放大器組成。免疫感測器是多學科邊緣交叉的產物,其研究涉及到電化學、物理、生物、免疫學和計算機等領域的相關知識。
免疫感測器主要有:酶免疫感測器、電化學免疫感測器(電位型、電流型、電導型、電容型)、光學免疫感測器(標記型、非標記型)、壓電晶體免疫感測器、表面等離子共振型免疫感測器和免疫晶元等。
基於抗原-抗體特異性結合的工作原理,免役感測器在食品檢測中的應用主要體現在對生物性危害的檢測。如可用於致病菌、生物毒素、農葯、獸葯等的檢測。
Ⅳ 常用的細胞因子檢測方法有哪些
(1)生物學檢測法:又稱生物活性檢測,是根據細胞因子特定的生物活性而設計的檢測法。生物活性檢測法又可分為: 1、細胞增殖法; 2、靶細胞殺傷法; 3、細胞因子誘導的產物分析法; 4、細胞病變抑製法。
(2)免疫學檢測法:細胞因子均為蛋白或多肽,具有較強的抗原性,可利用抗原抗體特異性反應的特性,用免疫學技術定量檢測細胞因子,常用的方法包括ELlSA、RlA及免疫印跡法
(3)分子生物學方法:目前公認的細胞因子的基因均已克隆化,較容易地得到某一細胞因子cDNA探針或根據已知的核苷酸序列人工合成寡聚核苷酸探針。常使用斑點雜交、Northernblot、逆轉錄PCR,細胞或組織原位雜交等。具有靈敏、快速等優點,甚至從l~10個細胞中就可檢出其中的特異mRNA
Ⅳ 常用的分子生物學檢驗技術有哪些
分子診斷學的研究范疇包括:利用遺傳學、病理學、免疫學、生物化學、基因組學、蛋白質組學和分子生物學的理論和方法探討疾病發生和發展的分子機制。為整個疾病過程尋求特異的分子診斷指標,以及利用分子生物學技術為這些分子診斷指標建立臨床實用的檢測方法。
Ⅵ 細胞內DNA、RNA、蛋白質常用的分子生物學檢測方法shi
細胞內DNA用甲基綠檢測,而rna用吡羅紅檢測,蛋白質則用雙縮脲試劑檢測。