熒光探針與熒光引物
要提到熒光探針或者熒光引物,有一個基礎概念需要首先明確,那就是熒光共振能量轉移(fluorescenceresonance energy transfer, FRET):一對合適的熒光物質可以構成一個能量供體(donor) 和能量受體 (acceptor) 對, 其中供體的發射光譜與受體的吸收光譜重疊,當它們在空間上相互接近到一定距離(1—10 nm)時,激發供體而產生的熒光能量正好被附近的受體吸收,使得供體發射的熒光強度衰減,受體熒光分子的熒光強度增強。能量傳遞的效率和供體的發射光譜與受體的吸收光譜的重疊程度、供體與受體的躍遷偶極的相對取向、供體與受體之間的距離等有關。
一:水解探針法
TaqMan技術原理:除了一對特異性引物,TaqMan探針法增加一條和模版互補的基因特異性探針(通常20—30bp),探針上5'端和3'端分別標記了一個報告熒光基團(供體)和一個淬滅熒光基團(受體),在反應初始(探針完整)時系統激發供體而產生的熒光信號被臨近的淬滅基團吸收,所以此時檢測不到供體熒光信號;而當PCR過程中TaqDNA聚合酶擴增到探針結合模版的位點時,其5'-3'核酸外切酶的活性(也就是切口平移)切割掉探針5'端的報告基團——游離的報告基團遠離淬滅基團,打破能量的傳遞,激發報告基團產生的熒光信號就可以被熒光檢測系統檢測到。這樣每擴增一條DNA鏈,就對應有一個游離的熒光分子(報告基團)形成,保證了熒光信號的累積與PCR產物形成完全同步,因此對熒光信號進行檢測就可以實時監控PCR的過程,準確定量PCR的起始拷貝數。但是實際上探針較長使得兩端基團距離較遠,會導致熒光淬滅不徹底,而且淬滅基團也會產生不同波長的熒光,都會使得本底偏高.
MGB技術
原理:針對Taqman探針熒光淬滅不徹底的問題,2000年美國ABI公司推出了一種新TaqMan探針——MGB探針(minorgroove binderoligodeoxynucleotide conjugate,MGB-ODN),3'端采用了非熒光性的淬滅基因——淬滅基團吸收報告基團的能量后并不發光,大大降低了本底信號的干擾。此外,MGB探針的3'端還連接了一個二氫環化吲哚卟啉-三肽( dehydrocyclopyrroindole tripetide, DPI3),可以大大穩定探針與模板的雜交, 升高探針Tm 值, 使較短的探針同樣能達到較高的Tm值——而短探針的熒光報告基團和淬滅基團的距離更近, 淬滅效果更好,熒光背景更低,使得信噪比更高:一個15bp的MGB探針的信噪比大于6,優于理想狀態下的25bp的普通Taqman探針(信噪比約為1.5)。允許采用更短的探針也簡化了探