荧光实时定量PCR技术(real-time quantitative PCR,qPCR)是现代分子生物学中最为重要及应用广泛的核酸定量检测技术。成功的定量PCR实验依赖于精准的实验设计和操作流程。为了确保实时荧光定量PCR分析的准确性,所有反应参数需经过优化设置。尽管PCR实验操作相对简单,但在实践中仍可能面临各类问题。以下是针对PCR实验中常见问题的详细解答。

01. 无Ct值检测结果
当遇到无Ct值的情况时,应检查以下问题:
- 循环数是否不足(一般不超过45循环,否则定量会不准确);
- PCR程序设定错误,荧光信号采集步骤有误。SG法通常在72℃延伸时采集,而TaqMan法在退火结束或延伸时采集信号,确保荧光采集选项已选中;
- 引物或探针可能降解。可通过PAGE电泳检测其状况;
- 模板量可能降解或上样量不足(一般不超过500ng);最好从最高浓度的系列稀释样本开始;保持模板样本小量分装以避免反复冻融;
- 引物探针是否合适,尤其是引物设计要跨越内含子,以确保扩增基因组DNA;上下游引物Tm值需相差不超过4℃。
02. 标准曲线不佳
若标准曲线线性关系不良(R²<0.9),可能存在以下问题:
- 标准品稀释或加样误差,导致标准品未呈现梯度;
- 标准品发生降解。需避免反复冻融,建议将高浓度DNA模板分装并储存在-20℃或-80℃;
- 引物或探针效率不佳,考虑重新设计更稳定的引物;
- 模板中可能存在抑制物,确保模板浓度在50-500ng范围内。
03. Ct值过晚
在相对定量中,Ct值应控制在15-25之间;而在绝对定量中,Ct值对于低拷贝样品可能会增大,但通常不应超过40循环。判断Ct值是否异常需要结合实验设计:
- 扩增效率低,需优化引物或探针比例;
- PCR程序不合适,考虑使用三步法或优化退火/延伸温度;
- MgCl2浓度不当,适当增加镁离子浓度;
- PCR产物设计过长,确保产物长度不超过500bp;
- 模板中存在抑制物,建议使用高纯度模板。
04. 熔解曲线峰不特异
若熔解曲线峰不特异,可能存在如下问题:
- 引物设计不够优化,避免引物二聚体和发夹结构;
- 模板有基因组污染,确保在RNA提取过程中避免引入基因组DNA;
- 离子浓度不合适,适当降低镁离子浓度并选择合适的试剂盒。
05. 阴性对照扩增有信号
若阴性对照出现信号,需排查以下环节可能存在的问题:
- 引物设计不合理,避免引物二聚体和发夹结构;
- 引物浓度不适宜,注意上下游引物浓度比;
- 镁离子浓度过高,需降低镁离子浓度;
- 模板中存在基因组污染,建议在RNA提取过程中避免引入基因组DNA;
- 可能存在交叉污染,需清理操作环境或更换新的耗材。
06. 扩增曲线异常
面对扩增曲线异常,如“S”型曲线等,可考虑以下问题:
- 模板浓度过高或降解;
- 荧光染料降解;
- 操作时接触液体、消耗品造成污染;
- 液体蒸发,确保耗材的气密性;
- 气泡问题,操作不当引起气泡。
07. 扩增效率低
若所有基因,尤其是内参基因无法获得满意扩增信号,应考虑如下情况:
- 反应试剂中成分比例是否最佳,考虑荧光染料是否降解;
- 反应条件不够优化,适当调整退火温度及延长时间;
- 反应体系中存在PCR抑制物,需适度稀释模板。
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