聚合酶链反应(PCR)通过允许从非常少量的模板材料中扩增DNA,从而彻底改变了分子生物学。对于包括诊断,取证和遗传研究在内的广泛应用,此技术至关重要。但是,PCR计算机和实时PCR计算机(也称为定量PCR或QPCR计算机)具有一些关键差异,尤其是在它们处理和测量DNA的扩增方面。本文将探讨这些差异以及现代研究和诊断中的实时PCR机器如何变得必不可少。
PCR机器 是 一种用于执行聚合酶链反应(PCR)的实验室仪器,该反应放大了特定的DNA序列。标准PCR技术涉及三个基本步骤:变性,退火和扩展,它们在多个周期中重复。 PCR的目的是创建大量特定的DNA段以进行进一步分析。
典型的PCR机或热循环仪负责调节PCR过程中的温度。该机器会加热样品并冷却样品以允许DNA变性(分离双链),底漆退火(引物与单链DNA的结合)和DNA合成(通过DNA聚合酶的新DNA链伸长)。根据要扩增的DNA量调节扩增周期的数量。
传统PCR的主要优点是它的简单性。放大后,通常通过诸如琼脂糖凝胶电泳等技术分析PCR产物,在该技术中,放大的DNA可视化为频带。该方法提供了定性的结果 - 基本上告诉您目标DNA是否存在,但不存在该目标DNA。
实时PCR机器 或定量PCR(QPCR)机器是标准PCR机器的高级版本。实时PCR的主要区别在于它在发生DNA的扩增的能力,提供了有关样品中存在的DNA量的定量数据。 实时荧光定量PCR用于确定靶DNA序列的数量,对于诸如基因表达分析,病原体检测和核酸定量测量等应用特别有用。
实时荧光定量PCR机器 与标准PCR机的运行相似,但添加了荧光检测系统。在每个扩增循环中,系统检测到通过DNA结合染料或旨在与扩增的DNA结合的特定探针发出的荧光。这种荧光与放大的DNA量成比例增加,这使机器可以实时跟踪扩增过程。然后,使用这些测量值的数据来计算每个周期中存在的目标DNA的量,从而提供实时定量结果。
尽管PCR和实时PCR机都用于扩增DNA,但两者之间存在几个关键差异:
标准PCR机和实时PCR机之间的主要区别在于如何监测DNA的扩增:
●PCR机器:传统的PCR计算机不监视放大过程。该反应通过一组循环进行,并在过程完成后分析放大的DNA,通常是通过凝胶电泳或其他PCR技术。
●实时PCR计算机:实时荧光定量PCR机器在发生时监视DNA扩增,使用荧光检测来测量每个循环中DNA的增加。这使研究人员可以实时跟踪扩增过程并量化目标DNA的量。
另一个重要的区别是量化DNA的能力:
●PCR机器:PCR机提供定性结果,告诉您样品中是否存在目标DNA序列或不存在。传统PCR无法进行定量,因为它不能测量在此过程中增加了多少DNA。
●实时PCR机器:实时荧光定量PCR机器可以进行定量测量。通过分析每个扩增周期中发出的荧光,实时PCR提供了样品中存在的DNA的精确定量。这使得它非常适合诸如基因表达分析,病原体负荷定量和测量DNA拷贝数变化之类的应用。
使用荧光染料或探针监测扩增的能力是实时PCR的独有的:
●PCR机器:在传统的PCR中,通过凝胶电泳等方法对DNA扩增进行监测。检测过程中没有荧光染料或探针。
●实时PCR机器:实时荧光定量PCR机器使用荧光染料或与扩增的DNA结合的探针。随着DNA的扩增,荧光会按比例增加,并通过机器收集和分析该数据以确定存在的DNA数量。
您选择的PCR计算机的类型还取决于应用程序和所需的灵敏度:
●PCR机器:PCR机主要用于定性结果足够的应用,例如克隆,DNA测序和某些类型的病原体检测。通常,当研究人员需要确认特定的DNA序列的存在或不存在时,它们通常被使用。
●实时PCR计算机:实时荧光定量PCR当需要定性和定量结果时,都使用机器。它们是基因表达研究的理想选择,检测低水平的病原体以及监测PCR反应的进展。量化DNA的能力使实时PCR对于高精度应用所必需的实时PCR,例如基因表达分析,病毒载荷测量和基因拷贝数分析。
PCR和实时PCR分析结果的方法也有所不同:
●PCR机:通常使用凝胶电泳等方法在放大过程后分析PCR的结果。此方法不是定量的,因为它只是检测到频带(指示目标DNA)是否存在。
●实时PCR计算机:实时荧光定量PCR机器提供直接的定量数据。随着扩增的进展,机器根据每个循环中发出的荧光计算样品中存在的DNA量。结果通常表示为荧光曲线,然后将其用于计算初始DNA浓度。
PCR和实时PCR机器都具有广泛的应用,但它们在略有不同的情况下使用:
●PCR机器:用于不需要定量的DNA克隆,测序和初始病原体检测等应用。它也用于检测特定DNA序列的存在。
●实时PCR机器:用于基因表达研究,实时病原体监测,DNA和RNA的定量,病毒载荷测量以及其他定量应用。 实时荧光定量PCR对于诸如定量PCR(QPCR),逆转录PCR(RT-PCR)和数字PCR(DPCR)等应用也是必不可少的。
总而言之,虽然PCR和实时PCR机都用于放大DNA,但关键差异在于它们量化样品中DNA量的能力。 PCR机器提供定性结果,而实时PCR机器提供实时的定量数据,可用于分子生物学,诊断和临床研究中的广泛应用。实时PCR的出现彻底改变了科学家和研究人员分析基因表达,病原体检测和DNA量化的方式,使其成为现代研究中的宝贵工具。
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