如何抓住qPCR數據分析的關鍵
qPCR數據分析的關鍵
qPCR數據分析主要是利用Cq值進行計算,所以我們需要了解qPCR反應中幾個重要的參數,根據參數的表現來進行實驗評估:
擴增曲線:圖1反映的是熒光信號變化量的對數與qPCR反應循環數的關系。圖2反映的是隨著qPCR反應的進行相應的熒光信號的變化,比較直觀,但是指數期很短。標準的擴增曲線是呈現出“S”型,具有特征性的形狀:首先背景信號,然后是三個增長階段(指數增長期、線性增長期和平臺期)。


基線:通常3-15個循環時,熒光信號變化不大,變化趨勢接近于一條直線,即擴增曲線的水平部分,這樣的直線就是基線。同一次反應中針對不同的基因需單獨設置基線。
閾值:是一個熒光強度值,穿過閾值與X軸平行的直線稱為閾值線,自動設置是3-15個循環的熒光信號的標準偏差的10倍。手動設置是置于指數擴增期,剛好可以清楚地看到熒光信號明顯增強。同一次反應中針對不同的基因可單獨設置閾值,但對于同一個基因擴增一定要用同一個閾值。
Cq值:qPCR擴增過程中,擴增產物的熒光信號達到設定的閾值時所經過的擴增循環次數,與起始濃度的對數成線性關系。分析定量時一般取Cq:15-35,太大或者太小都會導致定量的不準確。

評估qPCR反應的效果
1、擴增效率及相關系數
為了正確地評估PCR擴增效率,至少需要做3次平行重復,并至少做5個數量級倍數(5logs)連續梯度稀釋模板濃度。擴增效率E在90-110%之間時,認為擴增接近理想情況。
R²值:評估PCR效率的另一個關鍵參數,它是說明兩個數值之間相關程度的統計學術語。如果R²等于1,則可以用Y值(Cq)來準確預測X值(初始模板量)。反之,如果R²等于0,就不能通過Y值來預測X值。一般認為,標準曲線的R²值大于0.98時,兩個數值之間相關的可信度很好。

2、重復性
重復性即是指精確度,反映多次測量值之間的接近程度。標準偏差(standarddeviation,偏差的平方根)是最常用的精確度計量方法。如果許多數據點都靠近平均值,那么標準偏差就??;如果許多數據點都遠離平均值,則標準偏差就大。例如,假設PCR反應效率是100%,那么2倍稀釋點之間的平均Cq間隔應該恰為1個Cq值。要以99.7%的幾率分辨2倍稀釋濃度,標準偏差就必須小于等于0.167。為了能夠在95%以上的情況下分辨出2倍稀釋,標準偏差必須小于等于0.250??偟膩碚f,重復孔之間的標準偏差不大于0.2,說明實驗的重復性較好。
3、重現性
指不同批次之間或不同實驗室之間qPCR結果的變化,通常表示為拷貝數或Cq值的SD或CV。

4、靈敏度
分析靈敏度是指一個樣本中可通過實驗精確測量的最小拷貝數,而臨床靈敏度是指在特定疾病患者們中,被檢測確定為陽性的百分比。靈敏度為limit of detection(LOD),即在給定的分析程序中,可以確定且合理(通常使用95%的概率)檢測得到的濃度,可通過梯度稀釋樣品來確定最低檢測限。LOD理論上最小是3 copy/aliquot,這是由遵從泊松分布的取樣誤差導致的。假設符合泊松分布,那PCR有95%的可能性至少包含和檢測到1個拷貝。

5、準確度
反映測量值和真實值的接近程度,以倍數變化或拷貝數進行估算。
6、特異性
指qPCR實驗中只可以檢測到目的基因,引物特異性擴增靶序列,而不會擴增其他基因序列??赏ㄟ^凝膠電泳檢測擴增產物是否為單一條帶,或通過qPCR反應,根據溶解曲線是否具有單峰來判斷。
