发布时间:2023-09-18
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分子诊断是IVD中增长最快的子行业,与美国的技术差异最小。 分子诊断技术有多种类型,目前最成熟、应用最广泛的一种是PCR。 下面简单介绍一下PCR中最常用的突变阻断扩增系统。
ARMS的英文名称是突变阻断扩增系统(ARMS),也称为等位基因特异性PCR(-PCR、AS-PCR)。 基本原理是,当质粒的3'端核苷酸与模板完全互补时,质粒才能正常延伸。 如果质粒的3'端核苷酸与模板核苷酸不互补,则存在错配,质粒延伸受到抑制甚至完全终止。
在基因检测中,ARMS原理可用于扩增目标序列dnastar引物设计,同时防止非目标片段的扩增。 这些非目标片段的扩增在PCR中一般称为非特异性。 非特异性很容易导致检测结果出现假阴性,对基因检测结果的分析产生不利影响。
为了抑制这些非特异性,一般将ARMS质粒3'端最后一个核苷酸设置为与突变核苷酸互补,并且最后一个质粒与野生型模板之间存在错配。核苷酸,由于错配,在野生型模板存在的情况下,扩增效率很低甚至不进行扩增。 在实际工作中,由于质粒与野生型模板之间只有一处核苷酸错配,因此大多数情况下野生型模板也能被扩增,即出现非特异性。
为了提高质粒的特异性,可以在3'端底部第二个或第三个核苷酸处引入额外的错配核苷酸,使质粒能够正常扩增目的序列,但非目的片段会被扩增。不被放大。 3'端核苷酸错配根据其硬度可分为强错配(G/A、C/T、T/T)、中度错配(A/A、G/G、C/C)和弱错配。 与(C/A,G/T)。 如果3'端是“强错配”,则需要引入“弱错配”; 如果3'端是“弱不匹配”,则需要引入“强不匹配”。
2. 提高ARMS质粒特异性的途径
然而,除了单个质粒3'端的错配之外,引入额外的错配并不能完全抑制非特异性扩增。 尤其是体外诊断试剂的研发,对特异性要求较高,需要采用其他方法来提高特异性。
1. 提高PCR程序的固溶温度。 通常,固溶温度与特异性之间存在如下关系:固溶温度越高,特异性越好; 固溶温度越低,特异性越差。 通过梯度PCR设定3~5个不同的固溶温度,选择最合适的PCR固溶温度。
2. 添加PCR增强剂。 一些PCR增强剂,例如硫酸四乙铵,可以提高质粒和模板的特异性。 通常PCR反应液中的最终含量为10~50mM。 不同质粒最适合的剂量不同,具体应用需要根据实验进行调整。 优化。
3.PCR技术。 通过在PCR系统中添加序列来抑制野生型基因的扩增,从而提高PCR的特异性。 它是人工合成的单链核酸序列。 与质粒最大的区别在于其3'OH被3'-C3、3'-、3'-ddC、3'-End修饰。 由于其3'OH被封闭,不能参与PCR的延伸反应。 在PCR固溶阶段,序列与野生型模板完全互补,这阻止了PCR质粒进一步与野生型模板结合。 然而,序列和突变模板之间存在核苷酸不匹配。 在PCR过程中,将优先考虑PCR质粒。 与突变模板互补配对。
值得一提的是,PNA钳(PNA)也是目前广泛应用的PCR技术。 PNA 是一种合成聚合物。 与DNA与DNA之间的键合相比,PNA与DNA之间的键合更加可靠。 PNA可以特异性地与野生型模板结合,使得野生型模板不能作为扩增的模板。 然而,由于突变模板中存在核苷酸错配,PNA不能与其结合,因此突变模板可以用于PCR扩增。
在产品设计开发过程中,如果对产品特异性要求非常严格,特别是在开发一些癌症靶点抗生素突变基因检测产品时,质粒特异性一般不能直接满足产品设计要求。 在具体的应用过程中dnastar引物设计,需要结合以上几种方式来提高系统的专用性。 事实上,对于不同的模板序列和不同的突变类型,具体方法的应用效果是有很大差异的。 因此,具体功效仍需实验验证。
三、总结
事实上,ARMS PCR 具有很高的灵敏度,可以测量低至 1% 的突变; 成本低,PCR系统中的质粒探针可商业化定制。 对于工业客户来说,合成成本更低; 操作简单,时间快,通常2小时内即可得出测试结果。 事实上,也有其固有的缺点。 其测量通量较低,仅适合测量单个基因或少数基因突变位点。 它只能检测已知的突变,不能测量未知的突变。 即便如此,我们也不得不承认,是目前分子诊断产品中应用最广泛的技术,没有之一。
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