影響 PCR 體系蒸發的三大因素在這里,戳!
提及 PCR 實驗,是否出現過這樣的問題?
假陽性
非特異性擴增
數據重復性差
假陰性
拖尾
無擴增產物
樣本降解
其實,造成這些結果的原因有很多,例如引物質量不佳、模板質量不好、退火溫度不合適等,但還有一個不容忽視的問題——PCR 體系蒸發。
聚合酶鏈式反應(PCR)需要依賴 PCR 儀對各反應階段的溫度和加熱時長進行控制,整個 PCR 反應通常需要經過 20~40 次加熱、冷卻的溫度循環,這個過程帶來的反應如試劑蒸發和損失,對許多 PCR 實驗結果影響顯著,在檢測靈敏度高的 qPCR 實驗中還影響透光性,從而導致結果不準確。
那么,影響 PCR 體系蒸發的因素都有哪些呢?
1、熱蓋壓力、溫度
為了防止 PCR 高溫反應中試劑向上揮發,PCR 儀一般通過在試液孔板上方覆蓋熱蓋單元,以上方高溫來減少試劑的揮發。但熱蓋能完美解決蒸發問題嗎?
PCR 儀的熱蓋大致可以分為以下四種:非可調式熱蓋、可調節式熱蓋、自適應式熱蓋和自動式熱蓋。而「可調節式熱蓋」利用手擰壓緊式,擰不緊會發生試劑蒸發,一些廠家通過增加熱蓋壓力以減少邊緣蒸發,但該方法并不能完全消除這一現象,有時擰得過緊反而可能出現壓壞管子、擰壞旋鈕的情況,有的儀器甚至會因擰得過緊而導致試劑蒸發。也有一些廠家通過在熱蓋上增加軟性導熱材料來解決這一問題,但目前,軟性導熱材料的使用壽命無法明確。
通常,采用電動智能熱蓋,能夠自動感應不同高度的耗材,自動壓緊耗材,壓力均勻且恒定,從而能夠減少試劑蒸發和人工誤差,提高實驗準確度和可重復性。
2、耗材形變
盡管目前通過熱蓋技術大大防止了體系蒸發,但在反應溶液的總體積僅有 3~5 μL 的情況下,由蒸發帶來的影響依然十分顯著。
PCR 孔板通常為塑料材質,在受熱后發生膨脹,產生較大地變形,用于放置 PCR 孔板的 PCR 金屬基座則受熱膨脹率極小,如圖所示,PCR 孔板受熱膨脹后不能正常沿平面延展進而中間形成拱起狀態,從而造成上方熱蓋不能全面地與 PCR 孔板上表面充分接觸,造成溫度、壓力不均,引起 PCR 孔板邊緣試劑的蒸發,影響 PCR 檢測效果。
3、耗材密封不嚴
熱蓋與耗材壓緊并不等于蓋緊了 PCR 管蓋,PCR 孔板質量參差不齊,一些孔板的蓋子本身密封不嚴,即使使勁蓋,也沒有用。同時,開關蓋過程繁瑣,有時還會造成漏液、氣溶膠污染。
傳統解決蒸發問題的辦法:
1.放大反應體系:例如 10 μL 的體系改成 20 μL;
2.在試劑表面加石蠟油:添加石蠟油不僅增加實驗步驟,還影響樣品的下一步應用。
于是,方便易封、防蒸發的封膜儀和熱封膜成為不二選擇。