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当你在鸳鸯锅里来回涮肉的时候你会想起PCR吗?

发布:Eppendorf 中国有限公司
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小 E 今天中午和同事一起吃饭的时候发生了以下对话:


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听故事听到一半的 小 E 怀着强烈的好奇心,一吃完饭就自己去研究了 PCR 技术的发展历程……


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原来从 1983 年 Kary Mullis 发明 PCR 技术以来,PCR 实验历经了三级跳跃式的发展历程。


从zui早期的手工操作 PCR 反应,到半自动机械臂在水浴中操作 PCR 反应,再到目前已经非常成熟的半导体(Peltier)温控技术,PCR 设备对操作人员来说已经变得越来越友好,越来越便利。


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▲ 水浴式 PCR 仪


在科研工作者做 PCR 实验的过程中,也从最开始的能够扩增出核酸,发展到了能够更加准确、更加特异性地以及更加高效地扩增出我们所需要的目标核酸片段。


而要实现这样的要求,就必然对 PCR 实验条件进行摸索和优化。


PCR 梯度功能


早期的 PCR 条件优化只能一次又一次地不停尝试各种实验条件的组合,直到 90 年代中期 Eppendorf 在 5331 系列 PCR 上实现了不同列之间不同温度的功能,一次实验就能够测试 12 个不同的条件,一下子将 PCR 实验条件优化的效率提高了 10 倍以上,这也是我们所熟知的 PCR 梯度功能

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PCR 创新 2D 梯度功能


PCR 仪作为一个成熟的设备,是否还有发展的空间呢?

答案是肯定的,Eppendorf 在最新的 Mastercycler®  X50 系列 PCR 仪上引入了创新的2D 梯度功能


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更方便的温度步骤优化

世界著名的 MPI CBG(Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics)的科学家,在使用了 Eppendorf Mastercycler® X50 的 2D 梯度功能后表示,使用 2D 梯度可以非常方便地在一次实验中对 PCR 反应过程中的两个温度步骤进行优化(如,变性与退火),一次可以摸索 96 个不同的温度条件组合


这样的条件优化对于难以扩增的高 GC 含量的模板的条件优化显得尤为重要。


而这使得 PCR 条件优化的过程有了全新的可能性


实验证明条件优化的更多可能性

实验测试了用 X50 的 2D 梯度功能摸索优化小鼠基因 PCR 扩增条件来提高产量的方法。


科学家没有采用 96 孔板满板 PCR 的方法来进行扩增,而是非常机智地,在尽可能少的实验量的情况下覆盖到所有的温度组合,方案如图:


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蓝色标记为实际的温度组合以及其对应 PCR 仪上的孔位。


从实验结果来看:

采用 91 度左右的温度来进行变性反应时的核酸产物最多,虽然我们一般变性温度会使用 94-95 度,但是这次实验很显而易见地表明,结果和我们的传统认识还是有所区别的,而这个情况在不具备 2D 功能的 PCR 仪上操作时几乎不会被关注到。


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2020-09-19
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