生物制品qPCR检测异常扩增怎么办?学会这几招赶走困扰

实时荧光定量PCR(qPCR)技术在生物制品质量控制方面应用非常广泛,如宿主DNA残留检测,鼠源、禽源等外源病毒检测,微生物快检(支原体、分枝杆菌、细菌、真菌等),复制型病毒检测(RCL、RCR、rcAAV等)、质粒拷贝数检测及其它工艺杂质检测等。

qPCR检测结果以扩增曲线图呈现,正常扩增曲线为S型,分为基线期、指数扩增期、线性扩增期和平台期;线形光滑、拐点清晰,基线平直或略微下降,无明显上扬。定量检测实验中,对标曲的要求主要从斜率(与扩增效率相关)和R2两方面进行考察,要求斜率满足-3.8~-3.1(对应扩增效率为83.3%~110%),R2满足高于0.99。

标准S型扩增曲线

受试剂品质、人员操作、硬件系统、分析软件、参数设定等多种因素影响,实际实验过程中经常出现样品或参考品DNA异常扩增的情况,需要从以上各方面入手综合分析原因。

异常扩增的正确分析需要实验人员具备丰富的实操经验,湖州申科对日常检测中出现的异常扩增实例进行了梳理总结,分析其可能原因并提供相应解决方案,供qPCR实验人员参考:

1.扩增效率超出标准要求(低于83.3%或高于110%)

设计的引物探针不适用:重新分析靶标序列进行设计。

标曲浓度设定太高,超出标曲线性范围:对范围进行验证,选取合适标曲范围。

人员操作问题,如稀释错误、制备过程震荡时间过长等:人员上岗前应接受全面培训并做到熟练操作,考核合格后方可上岗。

移液器未校准或品质问题导致量取不准:定期对移液器进行校准并选择高品质的移液器。

扩增效率异常曲线

2.软件设置不合理导致曲线异常

软件参数设置不当可能引起标曲参数或检测结果异常。左图中扩增曲线信 最早出现在14个循环左右,基线设置为3-15,导致仪器将14个循环出现的荧光信 默认为基线部分,出现结果异常。建议将Baseline End设置为扩增信 出现的前一个循环,或由软件自动设置(右图)。

3.标曲无扩增曲线或仅出现部分扩增曲线

运输条件异常或保存条件不当导致试剂性能受损。仔细核对货物状态和运输条件;严格按照标示要求进行保存,实验结束后及时置合适环境保存。

试剂处理方式错误,严格按照说明书操作。

软件参数设置错误,根据说明书要求进行参数设置。

硬件条件不满足要求,如个别设备要求反应体积不超过25μL,无法满足30μL反应体系。提前了解设备硬件条件,如有必要可考虑配置合适参数的设备。

4.扩增曲线“飘起”

该现象通常出现于高浓度模板情况下,扩增曲线Ct值在10以内的样品。针对此类样品检测,设置标曲时建议尽量控制标曲最高浓度Ct值控制在10以上。检测样品时建议对样品进行稀释后再测试。

扩增曲线“飘起”

5.非特异性扩增现象

反应管未盖紧或密闭性差引起溶液蒸发而造成。上机前确保管盖密闭,反应结束后查看八联管或96孔板各管液面是否一致。

与设备硬件相关,需咨询硬件供应商解决。

左:斜直型扩增曲线 右:反应管溶液变化

6.扩增曲线末尾“起跳”

阴性质控或无模板对照曲线末尾出现起跳情况,考虑环境存在污染所致,建议对实验环境做好控制,如使用低吸附带滤芯枪头和低吸附ep管,实验分区(阴阳性分开)、DNA清除剂处理环境等。

待测样品曲线末尾出现起跳情况,在确保阴性质控或无模板对结果正常的情况下,可以进行复测,复测结果一致,则考虑是样品中待测物浓度较低所致。

扩增曲线末尾“起跳”

7.扩增曲线不平滑

可能与ROX加入量不足相关,个别设备有ROX校正功能,不同型 设备对ROX的需求量会有差异,需设置实验摸索合适的ROX加入量。

扩增曲线不平滑

8.扩增曲线复孔间荧光信 值降低及复孔间扩增曲线重复性差

复孔间部分曲线荧光信 值降低的现象比较常见,通常与反应管内存在气泡相关,随反应温度升高,气泡破裂导致荧光信 值降低。上机前需仔细检查反应管内是否有气泡残留。

另外,针对加样误差引起的复孔间重复性差,实验人员上岗前需加强培训并考核,移液器务必定期校准并正确掌握使用方法。此外,还需注意确保试剂与样品混匀,离心后再上机。

复孔间扩增曲线荧光信 值低、重复性差

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