Ⅰ 常用检测RNA的分子生物学技术有哪些
PCR技术。
分子生物学技术有PCR、分子克隆、核酸电泳、琼脂糖凝胶电泳测序、DNA,RNA提取、转化外源DNA、体外转录、逆转录、cDNA文库构建、原位杂交等。
Ⅱ 科普讲堂|实时荧光定量PCR检测方法
聚合酶链式反应(PCR)是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术,它可看作是生物体外的特殊DNA复制,PCR的最大特点是能将微量的DNA大幅增加。目前,PCR成为分子生物学研究必不可少的一部分。实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR)技术,是指在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对模板进行定量分析的方法。该项技术可以对DNA、RNA样品进行相对定量、绝对定量和定性分析,提高了普通PCR技术的特异性和准确性,被广泛应用于基础研究、疾病诊断、农业检测和法医调查等领域。
一、常规PCR
利用DNA分子会在体外95°高温时会发生变性解旋变成单链,然后降温到60°C左右时引物会与单链DNA按碱基互补配对原则结合,接着再升高温度到72°C左右,即DNA聚合酶最适反应温度,DNA聚合酶会沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成相应的互补链,如此循环往复以达到DNA分子扩增的目的,常规PCR技术无法实现精确定量。
二、实时荧光定量PCR
如要对DNA、RNA样品进行精确定量研究,就需要采用实时荧光定量PCR,根据检测实时荧光PCR产物的方式不同,实时荧光定量PCR主要有DNA结合染料法、基于探针的化学法、淬灭染料引物法等类型。
1. DNA 结合染料法
原理 :应用一种带有荧光的、非特异的DNA结合染料检测PCR过程中积累的扩增产物。
应用于核算定量和基因表达验证。
优缺点: 它们的优点是可以对任何双链DNA 进行定量,不需要探针,具有相对高的灵敏度和可靠性,并且成本低,简单易用,缺点是它们能在反应中结合所有的DNA双链,其中包括在PCR过程中产生的引物二聚体或其他非特异产物。
染料法一般使用的是SYBR Green I染料,这是一种可以与双链DNA小沟结合的荧光染料,不会与单链DNA结合,并且在游离状态下几乎无荧光,只有与双链DNA结合才会发出荧光,因此将PCR扩增产生的双链DNA数量与荧光强度直接关联,产生实时监测的效果。
2. 基于探针的化学法
原理: 应用一个或多个荧光标记的寡核苷酸探针检测PCR扩增产物;依赖荧光能量共振传递检测特异性扩增产物。
应用于核酸定量、基因表达验证、等位基因鉴别、SNP分型、病原体和病毒检测、多重PCR。
优缺点: 探针法的鉴别能力远远大于DNA结合染料法,因为它们只与目的产物结合,从不与引物二聚体或其他非特异产物结合,缺点是它的合成价格高。
探针法中最常用的TaqMan探针是一种寡核苷酸探针,荧光基团连接在探针的5’末端,而淬灭基团则在3’末端,PCR扩增时在加入引物的同时加入探针,探针完整时,荧光信号被淬灭基团吸收,PCR扩增时,5’→3’外切酶活性将探针酶切降解,使荧光基团和淬灭基团分离,从而检测器可以接收到荧光信号。
3. 淬灭染料引物法
原理: 采用荧光标记引物扩增,从而使荧光标记基团直接掺入PCR扩增产物中,依赖荧光能量共振传递。
应用于核酸定量、基因表达验证、等位基因鉴别、SNP分型、病原体和病毒检测、多重PCR
优缺点:探针和目标片段的特异性结合产生荧光信号,因此减少了背景荧光和假阳性,还可进行多重PCR扩增,缺点是原料成本价格高
三、实时荧光PCR仪
实时荧光PCR系统包括热循环仪,用于荧光激发的光学系统以及用于收集荧光数据和管理分析的计算机软件,数据通过实时分析软件以图表的形式显示。
Ⅲ 从免疫学和分子生物学讨论现代生物技术在食品检测中的应用
生物技术检测方法具有特异的生物识别功能、极高的选择性,它可与现代的物理化学方法相结合,产生一些简单、结果精确、灵敏、专一、微量和快速、成本低廉的检测方法,因此其在食品检验中占有越来越重要的地位。
在食品检验中应用的几种生物检测技术
1 免疫法
免疫法是最灵敏的生物检测方法,具有高特异性和高灵敏性(灵敏度可达1ppb,1ppm)、操作简便、再现性好,应用前景看好。用免疫法可进行蛋白质检测,由于不同蛋白质的物理、化学性质差别极小,只能通过各种免疫方法或标记探针法加以区别。
(1) 荧光抗体法
将荧光抗体溶液滴加于固定的标本上,一定时间后用缓冲液冲洗,若有相应抗原存在,即与荧光抗体结合,在荧光显微镜下即可看到发荧光的抗体复合物。荧光抗体法在微生物污染鉴定中经常使用,最常用于沙门氏菌的检测。
(2) 放射免疫法
灵敏度高,但操作相对复杂,放射免疫法同位素半衰期短,保存及操作不便。目前应用情况受到限制。
(3) 酶联免疫吸附法
是一种基本的酶免疫检测方法,其选择性好、灵敏度高、快速、易操作、结果判断客观准确、实用性强。酶免疫法和其他免疫法一样,都是以抗体和抗原的特异性结合为基础的。以酶或辅酶为标记物,标记抗原或抗体,用酶促反应的放大作用来显示初级免疫学反应。
酶联免疫吸附法除可检测食品中的毒素、残留农药及微生物外还可用于营养素的测定。
(4) 凝集反应法
当有电解质存在时,颗粒状的抗原与其特异性的抗体结合并生成可见凝集块的反应称为凝集反应,有直接反应和间接反应法。利用凝集反应可测定抗体的效价,也可用于细菌、病毒等的分类。
(5) 沉淀反应法
沉淀反应法常见的是一种琼脂扩散试验。单向扩散是利用不同抗原抗体在琼脂中不同的扩散速度而会在琼脂中出现几条相互分离的沉淀带。双向扩散则是利用抗原抗体都向中间层―――琼脂扩散而形成沉淀带,根据分离沉淀带的数量可确定抗原抗体种类。
(6) 免疫扩散法
利用蛋白质在半固体基质上的扩散作用,使抗原和抗体在浓度比例合适的部位产生沉淀带或沉淀环,从而检测蛋白质。如血清中IgG、IgA、IgM含量的测定。
(7) 免疫电泳法
免疫电泳法是将电泳和琼脂扩散沉淀反应相结合的一种方法,即先将血清或蛋白质抗原在琼脂凝胶中进行电泳。带电的蛋白质抗原向负极移动,加入抗血清后,不同区点的抗原再与抗体进行沉淀,当相应抗原抗体接触,在适当比例下形成弧形沉淀带,根据沉淀带的位置对蛋白质的各组分进行检测。如免疫球蛋白含量的测定。
2 酶检测法
酶检测法就是用酶来测定某些用一般化学方法难于检测的食品成分的含量或测定食品中某些特殊酶的活性或含量。其最大特点就是特异性强。所以常用于分析结构和物理化学性质比较相近的同类物质的分别鉴定。如测定食品中残存有机农药的含量、微生物污染或了解食品的制备、保存情况。
酶检测法的样品一般不需要进行很复杂的预处理,由于酶的催化效率很高,反应条件温和,酶检测法的检测速度也比较快。常用的有以下方法:
(1) 终点测定法
在以待测物质为底物的酶反应中,如果使底物能够接近完全地转化为产物,而且底物或产物又具有某种特征性质,通过直接测定转化前后底物的减少量、产物的增加量或辅酶的变化等就可以定量待测物质。
(2) 动力学测定法
在反应体系中精确加入一定数量的酶,测定反应物或产物变化的速度。测定的参数可以是吸光度、荧光度、pH值等。
(3) 多酶偶联测定法
当被测定的底物或反应产物没有易于检测的物理化学手段时,可采用两种或两种以上的酶进行连续式或平行式的偶联反应,使底物通过两步或多步反应,转化为易于检测的产物,从而测定待测物质的含量。例如葡萄糖的定量测定。
(4) 利用辅酶作用或抑制剂作用测定法
如果待测物质可作为某种酶专一的辅酶或抑制剂,则这种物质的浓度和将其作为辅酶或抑制剂的酶的反应速度之间有一定关联,因此通过测定该酶的反应速度就能进行这种物质的定量。嘌呤、核甙酸、维生素、辅酶及食品中农药、杀虫剂的检验可用此法。
(5) 通过酶反应循环系统的高灵敏度测定法
对于极微量的物质进行酶法检测时,由于灵敏度的原因,在很多情况下不能应用通常的终点测定法,可设计一个酶反应循环系统来提高检测灵敏度。
(6) 酶标免疫检测法
抗体与相应的抗原具有选择和结合的双重功能。若要测定样品中抗原的含量,就将酶与待测定抗原的对应抗体结合在一起,制成酶标抗体。然后将酶标抗体与样品液中待测抗原,通过免疫反应结合在一起,形成酶―抗体―抗原复合物,通过测定复合物中酶的含量就可得出待测抗原的含量。此法可用于食品的污染检测,尤其适用于毒素的快速检测。
(7) 放射性同位素测定法
酶的活性可以采用同位素标记的底物进行测量。经酶解后随时间所生成的放射性产物含量与酶的浓度成正比。也可用放射性同位素的底物在酶的作用下得到的产物,分离测定产物的同位素含量。此法可用于需要进行极微量的分析或因新发现的酶还未找到适当的分析法时的测定。
3 核酸探针技术
核酸探针技术又名基因探针技术或核酸分子杂交技术,具有敏感性高(可检出10-9―10-12的核酸)和特异性强等优点。两条不同来源的核酸链如果具有互补的碱基序列,就能够特异性的结合而成为分子杂交链。据此,可在已知的DNA或RNA片段上加上可识别的标记(如同位素标记、生物素标记等),使之成为探针,用以检测未知样品中是否具有与其相同的序列,并进一步判定其与已知序列的同源程度。
核酸探针技术已被广泛应用于进出口动植物及其产品的检验。用于检验食品中一些常见的致病菌及产毒素菌,如大肠杆菌、沙门氏菌等多种病原体的检验。近年来,放射性同位素标记的核酸探针正越来越多地用于产肠毒素性大肠杆菌的快速检测。
4 多聚酶链反应技术
多聚酶链反应技术是一种极敏感的分子生物学方法,是一项DNA体外扩增技术,在体外对特定的双链DNA片段进行高效扩增,故又称基因体外扩增法。
多聚酶链反应技术快速、特异、敏感,在食品中致病菌的检测方面具有很大的应用潜力。如可用于单核细胞增多症李氏杆菌、金黄色葡萄球菌、顽固性梭状芽胞杆菌、沙门氏菌等的检测。
5 基因芯片技术
基因芯片技术能同时将大量探针固定于支持物上,可以一次性对样品大量序列进行检测和分析,从而解决了传统核酸印迹杂交技术的操作繁杂、自动化程度低、操作序列数量少、检测效率低等不足,是一种在生物技术产品检测中极有发展前景和应用价值的技术,也是近年来国内外研究的热点,基因芯片检测技术完全可能成为21世纪最具活力的检测技术之一。
基因芯片检测技术可以判断该植物是否含有外来的基因序列,而鉴定该植物是否为生物技术作物。
6 免疫传感器
免疫传感器是根据生物体内抗原-抗体特异性结合并导致化学变化而设计的生物传感器,其主要由感受器、转换器和放大器组成。免疫传感器是多学科边缘交叉的产物,其研究涉及到电化学、物理、生物、免疫学和计算机等领域的相关知识。
免疫传感器主要有:酶免疫传感器、电化学免疫传感器(电位型、电流型、电导型、电容型)、光学免疫传感器(标记型、非标记型)、压电晶体免疫传感器、表面等离子共振型免疫传感器和免疫芯片等。
基于抗原-抗体特异性结合的工作原理,免役传感器在食品检测中的应用主要体现在对生物性危害的检测。如可用于致病菌、生物毒素、农药、兽药等的检测。
Ⅳ 常用的细胞因子检测方法有哪些
(1)生物学检测法:又称生物活性检测,是根据细胞因子特定的生物活性而设计的检测法。生物活性检测法又可分为: 1、细胞增殖法; 2、靶细胞杀伤法; 3、细胞因子诱导的产物分析法; 4、细胞病变抑制法。
(2)免疫学检测法:细胞因子均为蛋白或多肽,具有较强的抗原性,可利用抗原抗体特异性反应的特性,用免疫学技术定量检测细胞因子,常用的方法包括ELlSA、RlA及免疫印迹法
(3)分子生物学方法:目前公认的细胞因子的基因均已克隆化,较容易地得到某一细胞因子cDNA探针或根据已知的核苷酸序列人工合成寡聚核苷酸探针。常使用斑点杂交、Northernblot、逆转录PCR,细胞或组织原位杂交等。具有灵敏、快速等优点,甚至从l~10个细胞中就可检出其中的特异mRNA
Ⅳ 常用的分子生物学检验技术有哪些
分子诊断学的研究范畴包括:利用遗传学、病理学、免疫学、生物化学、基因组学、蛋白质组学和分子生物学的理论和方法探讨疾病发生和发展的分子机制。为整个疾病过程寻求特异的分子诊断指标,以及利用分子生物学技术为这些分子诊断指标建立临床实用的检测方法。
Ⅵ 细胞内DNA、RNA、蛋白质常用的分子生物学检测方法shi
细胞内DNA用甲基绿检测,而rna用吡罗红检测,蛋白质则用双缩脲试剂检测。