在基因表达分析、SNP分型和转基因检测领域,实时荧光定量PCR检测仪(qPCR)以其高灵敏度、高特异性和高通量优势,成为生命科学研究的工具。从基础研究到药物开发,qPCR技术正推动科研范式向精准化、动态化转型。
一、基因表达分析:解码生命活动的分子语言
基因表达水平是细胞功能状态的指标。qPCR通过检测mRNA拷贝数,可量化目标基因在不同组织、发育阶段或治疗条件下的表达差异。例如,在癌症研究中,qPCR可分析端粒酶hTERT基因、肿瘤ER基因的表达量,揭示肿瘤发生机制;在神经科学中,通过检测BDNF、SYP等神经相关基因的表达变化,可研究学习记忆的分子基础。
基因表达检测试剂盒提供超2000万种预设计引物/探针组,覆盖人类、小鼠、大鼠等模式生物的全基因组。其乾坤白金SYBR Green预混液具有高灵敏度(5 copies)和72小时桌面稳定性,可精准区分2倍模板浓度差异,成为基因表达分析的工具。
二、SNP分型与突变检测:揭示遗传变异的分子密码
单核苷酸多态性(SNP)是基因组中常见的变异形式,与疾病易感性、药物代谢能力密切相关。qPCR通过探针熔解温度差异或荧光信号强度变化,可实现SNP分型检测。例如,在药物基因组学中,CYP2C19基因多态性检测可指导氯吡格雷个性化用药;在遗传病诊断中,CFTR基因ΔF508突变检测可确诊囊性纤维化。
高通量qPCR平台(如LightCycler 480)支持384孔板检测,可同时分析4个靶标基因,结合高分辨率熔解曲线(HRM)技术,还能检测序列微小变异(如点突变、插入/缺失)。研究显示,HRM技术对SNP分型的准确率达99.8%,且无需设计特异性探针,显著降低了检测成本。
三、转基因检测与微生物群落分析:守护生态安全的分子哨兵
在农业领域,qPCR是转基因作物检测的技术。通过设计特异性引物/探针,可定量分析外源基因(如Bt毒蛋白基因、EPSPS抗除草剂基因)的拷贝数,评估转基因作物的安全性。例如,中国农业科学院采用qPCR技术,建立了转基因大豆、玉米的快速检测体系,检测限低至0.01%。
在环境科学中,qPCR可定量分析土壤、水体中特定微生物的丰度。例如,通过检测硝化细菌(amoA基因)和反硝化细菌(nirS基因)的表达量,可评估农田氮循环效率;通过检测抗生素抗性基因(ARGs)的拷贝数,可监测微生物污染风险。