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熔解曲線與 Ct 值:評價 qPCR 實驗是否成功的“隱形英雄”? | MCE

來源:MedChemExpress LLC   2025年04月08日 16:22  

在以往推文中,我們詳細介紹了 PCR 實驗的基礎與進階技巧,解答了許多實驗中常見的問題及解決方案。今天,我們將深入探索 qPCR 的兩位“隱形英雄”:熔解曲線和 Ct 值。它們看似“低調”,卻往往是分析實驗結果的關鍵因素。讓我們一同揭開它們的的神秘面紗,聊聊 qPCR 的那些事兒! 

 

 

Section.01

qPCR 快速回顧

 

qPCR 是什么?

實時熒光定量 PCR (Quantitative Real-time PCR,qPCR) 可實時監測  DNA 擴增過程中的熒光信號,以實現對起始模板的定量分析。通過在  PCR 反應體系中引入熒光探針或染料,使得每個擴增循環中產生的熒光信號可以被實時檢測,從而反映出擴增產物的量[1]

 

簡單來說,它就像 DNA 擴增界的“股-票走勢分析師”,實時告訴你擴增了多少,何時到達“拐點” (Ct 值)。


 

畫板 54.png

圖 1. qPCR 流程圖[1]

 

01
小貼士

SYBR Green 和 TaqMan 是實時熒光定量 PCR (qPCR) 中兩種常用的檢測探針,各自具有不同的優缺點。以下是這兩種方法的對比:

 

畫板 52.png

 

qPCR 結果分析: 三大核心指標

• 擴增曲線 (Amplification Curve):評估反應效率的重要工具,確保實驗結果的科學性和可靠性。

• Ct 值 (Cycle Threshold):反應樣品中靶標 DNA 的初始量,Ct 值越小,說明樣品中靶標 DNA 的初始量越多。

• 熔解曲線 (Melting Curve):驗證特異性的小助手,判斷是否有非特異擴增或引物二聚體。

 

 

Section.02

擴增曲線:

揭示 PCR 反應的動態過程

擴增曲線: PCR 實驗的“成長軌跡”

擴增曲線 (Amplification curve) 是指隨 PCR 反應進行,根據熒光信號強度隨著循環數變化而繪制的曲線。

 

畫板 71.png

圖 2. qPCR 擴增曲線示意圖。

 

正常的擴增曲線 (S 型) 包括四大“黃金階段”:基線期、指數增長期、線性增長期、平臺期。

• 基線期:“熱身階段”,通常出現在反應的前 3 - 15 個循環內。這一階段儀器會聰明地根據這段“無聲無息”的信號計算出基線范圍,為后續的“精彩瞬間”埋下伏筆。

• 指數增長期:PCR 反應的“高潮時刻”,是擴增曲線快速上升的階段。所有試劑都“活躍”了,DNA 聚合酶就像賽車手,快速合成,反應也達到了最佳效率——這就是“指數”的威力!這一階段是做定量分析的最佳時期,PCR 產物量和初始模板量質檢幾乎可以畫出一條完-美的直線。

• 線性增長期:PCR 反應進入“疲軟期”。隨著原料逐漸耗盡,DNA 聚合酶開始“累了”,反應效率逐漸降低,熒光信號的增長速度慢慢放緩,產物量和初始模板量之間的指數關系開始變得不那么“準確”。

• 平臺期:PCR 反應到達“終點站”,這一階段熒光信號基本停滯不前,趨于平穩,擴增就此“畫上句號”。不同反應進入平臺期的時間和信號高低不同,反應的“完結”也各有差異。

 

擴增曲線分析:

你的擴增曲線是“黃金路線”還是“問題頻發”

 

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Section.03

Ct 值: 解鎖你的定量密碼

 

Ct 值: PCR 實驗的“拐點時刻”

Ct 值,全稱為 Cycle Threshold,即在 PCR 反應中,每個反應管內的熒光信號達到設定的閾值時所經歷的循環數。

 

簡單來說,Ct 值指在 PCR 反應中的熒光信號突破了“背景噪音”,開始呈指數級上升時,對應的那個“拐點”所處的循環次數,它告訴我們“什么時候開始有戲了”。總結一句話,Ct 值就像是 PCR 實驗中的“開場白”,它告訴你“什么時候開始精彩”!

 

Ct 值的范圍

Ct 值和起始模板量之間的關系就像參加跑步比賽,起跑線距離終點的遠近決定了跨越終點的時間。簡單來說,起始模板量越多,PCR 反應越快,Ct 值就越小;而起始模板量越少,反應就會慢一些,Ct 值自然就會更大。

 

畫板 55.png

 

 

Section.04

熔解曲線:

一眼看穿“真假擴增”

 

熔解曲線: DNA 的“解密時刻”

通過逐步提高溫度同時監測每個溫度點的熒光信號變化,最終生成一條“熔解曲線” (Melting Curve)。隨著溫度上升,DNA 雙鏈結構開始解開,熒光信號從雙鏈中釋放出來,熒光信號下降,最終升高到 DNA 雙鏈解開 50% 的溫度即為溶解溫度 (Tm),是 DNA 解鎖的關鍵溫度。

熔解曲線聽起來像是 DNA 在做一場高溫的“脫單”大典!它揭示了隨著溫度升高,DNA 雙螺旋結構逐漸分開變成“單鏈情人”的過程,用于分析 PCR 產物的濃度、特點及純度。

 

畫板 82.png

圖 3. qPCR 熔解曲線示意圖。

 

熔解曲線分析:

你的熔解曲線是“好演員”還是“草臺班子”?

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Section.05

小結

qPCR 實驗中,Ct 值幫你量化基因表達,熔解曲線幫你驗證特異性。強強聯合堪稱 qPCR 實驗成功的“黃金搭檔”。所以,下次當你看到漂亮的 Ct 值和干凈的熔解曲線時,不妨給自己點個贊!

關注我們,帶你玩轉分子生物學的每一個細節,實驗成功就是這么簡單!歡迎留言分享,讓我們一起成為 qPCR 實驗的高手。

 

 

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[1] Grace Adams. A beginner’s guide to RT-PCR, qPCR and RT-qPCR. Biochem (Lond) 22 June 2020; 42 (3): 48–53.



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