在生命科學(xué)研究領(lǐng)域,精準(zhǔn)定量核酸分子是眾多實(shí)驗(yàn)的核心環(huán)節(jié),從基因表達(dá)分析、病原體檢測到遺傳疾病診斷等,無一不需要可靠的定量手段。KAPA PROBE FAST 通用型 PROBE 熒光定量技術(shù),憑借其的技術(shù)優(yōu)勢,在熒光定量 PCR(qPCR)領(lǐng)域嶄露頭角,為科研工作者提供了高效、精準(zhǔn)的核酸定量解決方案。
一、技術(shù)核心亮點(diǎn)
(一)高性能聚合酶
KAPA PROBE FAST 體系采用經(jīng)特殊優(yōu)化的熱啟動(dòng) DNA 聚合酶,該酶具備的擴(kuò)增性能。其熱啟動(dòng)特性可有效避免在反應(yīng)起始階段因引物錯(cuò)配導(dǎo)致的非特異性擴(kuò)增,確保反應(yīng)高度特異性。在擴(kuò)增效率上,相較于傳統(tǒng) Taq DNA 聚合酶,能以更快速度延伸 DNA 鏈,極大縮短了反應(yīng)時(shí)間。例如,在常規(guī) 1kb 片段擴(kuò)增中,傳統(tǒng)酶可能需數(shù)分鐘延伸時(shí)間,而此聚合酶可在 1 分鐘內(nèi)高效完成,大大提升實(shí)驗(yàn)效率,尤其適用于高通量實(shí)驗(yàn)場景,能在短時(shí)間內(nèi)處理大量樣本,加快研究進(jìn)程。同時(shí),該聚合酶還擁有出色的保真性,在復(fù)制 DNA 過程中,錯(cuò)配率極低,可精準(zhǔn)復(fù)制目標(biāo)核酸序列,為準(zhǔn)確的定量結(jié)果奠定基礎(chǔ),防止因堿基錯(cuò)配導(dǎo)致定量偏差。
(二)優(yōu)化的反應(yīng)緩沖液系統(tǒng)
反應(yīng)緩沖液是 PCR 反應(yīng)的 “土壤",KAPA PROBE FAST 的緩沖液系統(tǒng)經(jīng)過精心調(diào)配。緩沖液成分能精準(zhǔn)維持反應(yīng)體系的 pH 穩(wěn)定,在整個(gè) PCR 循環(huán)過程中,即便溫度大幅變化,也能保證體系 pH 處于聚合酶活性最佳范圍,確保酶活性穩(wěn)定,使擴(kuò)增反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行。此外,緩沖液中添加了特殊的增強(qiáng)劑,可有效增強(qiáng)聚合酶與模板 DNA 的結(jié)合力,提高擴(kuò)增效率,同時(shí)增強(qiáng)對復(fù)雜模板(如富含 GC 區(qū)域、存在二級結(jié)構(gòu)的模板)的擴(kuò)增能力,突破常規(guī) PCR 在處理此類模板時(shí)的瓶頸,讓更多復(fù)雜樣本的核酸定量成為可能。
(三)靈敏的熒光探針檢測機(jī)制
該技術(shù)搭配高度靈敏的熒光探針,常用 TaqMan 探針。探針設(shè)計(jì)巧妙,5’端標(biāo)記報(bào)告熒光基團(tuán),3’端標(biāo)記淬滅熒光基團(tuán)。在完整探針狀態(tài)下,淬滅基團(tuán)抑制報(bào)告基團(tuán)熒光發(fā)射。當(dāng) PCR 擴(kuò)增過程中,聚合酶延伸至探針結(jié)合位置,其 5’-3’外切酶活性將探針酶切,使報(bào)告基團(tuán)與淬滅基團(tuán)分離,釋放熒光信號(hào)。該熒光信號(hào)強(qiáng)度與擴(kuò)增產(chǎn)物量呈嚴(yán)格線性關(guān)系,可實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)監(jiān)測 PCR 進(jìn)程。例如在病原體核酸定量中,能通過熒光信號(hào)快速、準(zhǔn)確測定樣本中病原體核酸拷貝數(shù),為疾病早期診斷、病情監(jiān)測提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。而且,該熒光檢測機(jī)制具備高度特異性,僅當(dāng)探針與目標(biāo)序列互補(bǔ)配對時(shí)才會(huì)產(chǎn)生有效熒光信號(hào),極大降低假陽性結(jié)果,保障實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性。
二、實(shí)驗(yàn)流程優(yōu)勢
(一)簡便快捷的反應(yīng)體系構(gòu)建
KAPA PROBE FAST 通用型試劑盒提供預(yù)混試劑形式,包含除模板和引物外的所有必要成分,如 DNA 聚合酶、dNTPs、緩沖液及 MgCl?等,只需按比例加入模板 DNA 和特異性引物,即可快速構(gòu)建反應(yīng)體系。這種預(yù)混形式減少了試劑準(zhǔn)備步驟,降低實(shí)驗(yàn)操作誤差,提高實(shí)驗(yàn)重復(fù)性。例如在多批次基因表達(dá)分析實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)人員無需每次繁瑣地分別量取多種試劑,節(jié)省大量時(shí)間精力,同時(shí)保證各批次反應(yīng)體系一致性,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具可比性。
(二)高效的擴(kuò)增程序
基于高性能聚合酶和優(yōu)化反應(yīng)體系,KAPA PROBE FAST 熒光定量 PCR 擴(kuò)增程序更為高效。其退火溫度范圍寬泛,能適應(yīng)多種引物對,減少引物優(yōu)化時(shí)間。例如,在常見引物設(shè)計(jì)中,多數(shù)引物可在 55 - 65℃較寬溫度區(qū)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效退火,無需為每對引物精確摸索最佳退火溫度。且延伸時(shí)間顯著縮短,如前所述,對常見長度片段,能在極短時(shí)間內(nèi)完成擴(kuò)增。整個(gè) PCR 反應(yīng)循環(huán)次數(shù)通常也可適當(dāng)減少,在保證擴(kuò)增效果前提下,進(jìn)一步縮短實(shí)驗(yàn)周期,讓科研人員更快獲取實(shí)驗(yàn)結(jié)果,加速研究進(jìn)度。
(三)精準(zhǔn)的結(jié)果分析
實(shí)驗(yàn)完成后,KAPA PROBE FAST 技術(shù)憑借靈敏的熒光檢測和配套數(shù)據(jù)分析軟件,可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)結(jié)果分析。軟件能自動(dòng)采集熒光信號(hào)數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)生成擴(kuò)增曲線和熔解曲線。擴(kuò)增曲線直觀反映 PCR 擴(kuò)增進(jìn)程,通過 Ct 值(循環(huán)閾值,即熒光信號(hào)達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)的 PCR 循環(huán)數(shù))可精準(zhǔn)定量初始模板含量。熔解曲線則用于分析擴(kuò)增產(chǎn)物特異性,單一尖銳峰表明產(chǎn)物特異性良好,若出現(xiàn)雜峰則提示存在非特異性擴(kuò)增,方便實(shí)驗(yàn)人員及時(shí)判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性。軟件還具備強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理功能,可進(jìn)行多組數(shù)據(jù)比較、統(tǒng)計(jì)分析等,為科研人員深入挖掘?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)價(jià)值提供有力支持。
三、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域
(一)基因表達(dá)分析
在基礎(chǔ)生物學(xué)研究中,探究基因表達(dá)變化是理解細(xì)胞生理過程、疾病發(fā)生機(jī)制的關(guān)鍵。KAPA PROBE FAST 技術(shù)可精確測定不同組織、細(xì)胞類型或不同處理?xiàng)l件下基因表達(dá)量差異。例如在腫瘤研究中,通過對比腫瘤組織與正常組織中癌基因、抑癌基因表達(dá)水平,有助于揭示腫瘤發(fā)生發(fā)展分子機(jī)制,為腫瘤診斷、治療靶點(diǎn)篩選提供理論依據(jù)。在藥物研發(fā)領(lǐng)域,利用該技術(shù)監(jiān)測藥物作用下細(xì)胞基因表達(dá)譜改變,評估藥物療效和潛在副作用,加速藥物研發(fā)進(jìn)程。
(二)病原體檢測
在臨床診斷和公共衛(wèi)生領(lǐng)域,快速、準(zhǔn)確檢測病原體至關(guān)重要。無論是病毒(如新冠病毒、流感病毒)、細(xì)菌(如結(jié)核桿菌、大腸桿菌)還是真菌(如白色念珠菌)感染,KAPA PROBE FAST 熒光定量 PCR 技術(shù)都能大顯身手。通過設(shè)計(jì)特異性引物和探針,可針對病原體核酸序列進(jìn)行擴(kuò)增檢測,實(shí)現(xiàn)早期、精準(zhǔn)診斷。在疫情防控中,能快速篩查大量疑似病例,及時(shí)發(fā)現(xiàn)傳染源,為疫情防控爭取寶貴時(shí)間,對控制傳染病傳播具有重要意義。
(三)遺傳疾病診斷
許多遺傳疾病由基因缺陷引起,KAPA PROBE FAST 技術(shù)可用于檢測相關(guān)基因突變、缺失或拷貝數(shù)變異。如在唐氏綜合征診斷中,通過定量 21 號(hào)染色體特定區(qū)域基因拷貝數(shù),判斷胎兒是否患有唐氏綜合征。在單基因遺傳?。ㄈ缒倚岳w維化、地中海貧血)診斷中,能精準(zhǔn)檢測致病基因突變位點(diǎn),為遺傳咨詢、產(chǎn)前診斷提供可靠依據(jù),幫助家庭預(yù)防遺傳疾病患兒出生,提高人口素質(zhì)。
綜上所述,KAPA PROBE FAST 通用型 PROBE 熒光定量技術(shù)以其先進(jìn)技術(shù)核心、便捷實(shí)驗(yàn)流程和廣泛應(yīng)用領(lǐng)域,成為生命科學(xué)研究和臨床診斷等領(lǐng)域的有力工具,為推動(dòng)科研進(jìn)展、提升醫(yī)療診斷水平發(fā)揮重要作用,助力科研人員和臨床工作者攻克更多難題,為人類健康事業(yè)貢獻(xiàn)力量。