前言:
分子生物学研究中,实时定量PCR(qPCR)是强大工具,可精确测量特定DNA序列数量,其定量能力对基因表达分析等领域至关重要,能助我们理解基因表达量及确定病原体数量。
qPCR定量方法分absoiute定量和相对定量,本文将探讨其定义、实验设计、应用场景及实际研究中的选择应用。
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qPCR的absoLute定量
定义
absolute定量直接测量目标分子拷贝数,不依赖参照基因表达水平,通过构建标准曲线确定样本中目标分子absolute数量,适用于需知确切分子表达的情况。
实验设计
标准曲线制作:准备与目标分子大小和GC含量相似的 核酸序列作标准品,进行系列稀释,对各稀释度标准品进行qPCR反应并记录Ct值,以浓度对数为横坐标、Ct值为纵坐标绘制标准曲线,确保线性良好、R²值接近1。

实验操作步骤:从组织等提取DNA/RNA,配置含DNA/RNA模板等的反应体系,在qPCR仪器上反应并记录目标基因和标准品Ct值,用标准曲线计算样本中目标分子absolute拷贝数。

应用场景
病毒载量测定:在病毒感染研究中,absolute定量可直接测量病毒基因拷贝数估算病毒载量。
基因拷贝数变异分析:在遗传学研究中,absolute定量能精确测量特定基因拷贝数,助研究人员识别与疾病相关的基因拷贝数变异。
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qPCR的相对定量
(一)、定义
相对定量通过比较目标基因与参照基因表达水平定量,无需知道目标分子sbsolute拷贝数,用内参基因标准化目标基因表达量以消除实验变异,广泛用于基因表达分析。 特别是在比较不同样本或不同条件下基因表达变化的研究中。

(二)、相对定量的实验设计
内参基因的选择:选择合适内参基因是相对定量成功关键,其应在所有样本中稳定表达,不受实验条件影响。选择标准为稳定性(表达在不同样本和条件下保持稳定)、相似的表达水平(与目标基因相似以减少定量误差)、无干扰(不应与目标基因存在交叉反应)。常用内参基因有管家基因,如β - actin、GAPDH等,在大多数细胞类型中表达稳定。

ΔΔCT方法:是常用相对定量分析方法,通过比较目标基因和内参基因的Ct值计算相对表达量。
计算过程为:先计算ΔCT(目标基因Ct值与内参基因Ct值之差),再选一个样本作对照组,计算其他样本与对照组的ΔCT差值得ΔΔCT,最后用2^ - ΔΔCT公式计算相对表达量。

(三)、相对定量的应用场景
基因表达分析:相对定量可助研究人员了解特定基因在不同条件下的表达变化。操作步骤包括样本收集、RNA提取、cDNA合成、qPCR反应、数据分析(用ΔΔCT方法)。
条件变化下的表达差异分析:相对定量在比较不同条件下基因表达差异中很重要,如药物处理、疾病状态等。应用示例有评估药物分子作用机制(比较药物处理前后基因表达变化)、寻找潜在生物标志物(分析疾病与正常状态下基因表达差异)。

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absolute定量与相对定量比较与选择
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提优缺点比较
sbsolute定量优点:精确性高,能提供目标分子精确拷贝数,适用于需具体数值的研究;直接测量,不依赖内参基因,减少因内参选择不当带来的误差
缺点:操作复杂,需制备和分析标准曲线,增加实验复杂性和时间成本;成本较高,标准品制备需额外成本和时间。
相对定量优点:操作简便,不需要制备标准曲线。 优点:简单,可通过选合适内参基因适应不同实验条件。
缺点:依赖内参基因,结果准确性取决于其稳定性,表达不稳定会影响结果;相对测量可能因内参选择不当引入误差。
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选择依据
实验目的:需知目标基因确切拷贝数(如病毒载量测定、基因拷贝数变异分析)选absolute定量;比较不同样本或条件下基因表达变化(如基因表达分析、条件变化下表达差异分析)选相对定量。
样本类型和数量:稀有或珍贵样本,absolute定量更合适,能提供更精确测量;处理大量样本,相对定量更高效,可简化实验流程。
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Best实践建议
实验设计建议:制备标准曲线用与样本来源相似标准品提高定量准确性;选在实验条件下表达稳定、无显著变化的内参基因;至少进行三次重复实验确保结果可靠、可重复。
数据分析建议:相对定量中对数据适当归一化处理减少技术变异影响;解释结果时考虑实验设计、样本处理和数据分析各步可能引入的变异;用专业数据分析软件提高分析准确性和效率。

