介紹:
Azure Cielo™ 3和Cielo™ 6 實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)具有卓越的靈敏度。該系統(tǒng)配置新型的高性能光學(xué)系統(tǒng),采用16組光纖單孔掃描設(shè)計(jì),一根光纖用于高能LED激發(fā),另一根用于光信號(hào)檢測,可16孔同時(shí)采集(圖1)。特殊的激發(fā)/發(fā)射方式保證單孔掃描時(shí)僅激發(fā)一個(gè)孔,光纖傳導(dǎo)也有效消除光散射,完全避免孔外區(qū)域的激發(fā),減少背景噪聲的來源,以便更靈敏的檢測。
同時(shí)Azure Cielo™實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)采用“全孔檢測”技術(shù),每個(gè)孔可采集大約100,000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。檢測時(shí)取讀數(shù)的平均值,精準(zhǔn)測定每個(gè)孔的熒光強(qiáng)度。這種“全孔檢測”為每個(gè)采集時(shí)間點(diǎn)提供了比單孔掃描系統(tǒng)更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),因?yàn)閱慰讙呙柘到y(tǒng)僅僅采集少量的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
如何可靠地檢測低拷貝數(shù)的靶標(biāo)呢?首先要考慮引物和探針的特異性,這會(huì)直接影響qPCR檢測能力的高低,其次考慮靈敏度,即當(dāng)探針信號(hào)高于背景噪聲時(shí)儀器檢測的靈敏度。在其他的反應(yīng)成分相同的情況下,更高靈敏度的儀器可以更早的檢測到信號(hào)或得到更小的Cq值。為了證明Azure Cielo™實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)在低拷貝數(shù)的靶標(biāo)檢測中的靈敏度和重復(fù)性,進(jìn)行了單拷貝靶標(biāo)DNA的擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)。
方法:
配制20µl反應(yīng)體系,利用單拷貝DNA為模板進(jìn)行qPCR擴(kuò)增。
分別在Azure Cielo™實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)和競爭產(chǎn)品的系統(tǒng)上運(yùn)行兩次96孔板。使用每個(gè)儀器提供的軟件收集和分析數(shù)據(jù),以確定每個(gè)孔的Cq值。
結(jié)果與討論:
單拷貝DNA擴(kuò)增結(jié)果發(fā)現(xiàn),在Azure Cielo™實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)中檢測到88個(gè)孔(92%)有熒光信號(hào),競爭產(chǎn)品中檢測到77個(gè)孔(80%)(圖2A),結(jié)果表明,Azure Cielo™實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)提高了單拷貝擴(kuò)增的檢測概率,這也反映了其檢測靈敏度更高。那么對(duì)于單拷貝DNA擴(kuò)增來說,那些沒有熒光信號(hào)的孔可能是靶標(biāo)DNA沒有進(jìn)入到孔中,所以沒有檢測到熒光信號(hào)。
同時(shí)發(fā)現(xiàn),Azure Cielo™實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)測量的Cq平均值比競爭產(chǎn)品要早2個(gè)循環(huán)(Cq 36.39 vs 38.53)(圖2A)。并且Azure Cielo™實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)的Cq值SD小于競爭產(chǎn)品的值(0.91 vs 1.16),這進(jìn)一步說明了Azure Cielo™實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)的檢測具有良好的重復(fù)性。
此外,將兩者的擴(kuò)增曲線進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)在競爭產(chǎn)品上某些擴(kuò)增曲線起峰較晚,擴(kuò)增曲線起峰位置不一致(圖3B),Azure Cielo™實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)的擴(kuò)增曲線起峰位置基本一致(圖3A)。這也說明了Azure Cielo™實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)高靈敏度的“全孔檢測”技術(shù)和多數(shù)據(jù)點(diǎn)的捕獲方式可以給您帶來真實(shí)可靠的擴(kuò)增結(jié)果。
總的來說,隨著靶標(biāo)DNA數(shù)量的減少,qPCR的可靠性也會(huì)逐漸降低,然而現(xiàn)代應(yīng)用不斷突破這一技術(shù)的極限,對(duì)qPCR的性能提出了更高的要求。以上結(jié)果證明了Azure Cielo™實(shí)時(shí)熒光定量PCR系統(tǒng)具有卓越的靈敏度和可靠性,即使檢測單拷貝DNA分子,仍可獲得具有高度重復(fù)性的定量數(shù)據(jù)。
參考文獻(xiàn):
1. Lockey C, Otto E, Long Z. Real-Time Fluorescence Detection of a Single DNA Molecule. BioTechniques. 1998; 24:744–746.
2. Stowers CC, Haselton FR, Boczko EM. An Analysis of Quantitative PCR Reliability Through Replicates Using the Ct Method. J Biomed Sci Eng. 2010;3(5):459-469.
3. Stadler J, Eder J, Pratscher B, et al. SNPase-ARMS qPCR: Ultrasensitive Mutation-Based Detection of Cell-Free Tumor DNA in Melanoma Patients. PLoS One. 2015;10(11):e0142273.
4. Tosiano MA, Jacobs JL, Shutt KA, et al. A Simpler and More Sensitive Single-Copy HIV-1 RNA Assay for Quantification of Persistent HIV-1 Viremia in Individuals on Suppressive Antiretroviral Therapy. J Clin Microbiol. 2019;57(3):e01714-e01718.