某些不含有Rox?均一化参比染料,或是无法在整个实验过程中使用参比染料的定量PCR平台,常常试图贬低使用参比染料的价值。然而事实是,在定量PCR反应过程中Rox?染料是一种非常有价值的工具,能带来以下多方面好处:
- 校正单次反应运行中由于泡沫或蒸发/冷凝而导致的信号改变;
- 为故障分析提供一项强有力的诊断工具:每次循环采集参比染料信号,不受PCR反应影响;
- 均一化校正由于移液误差或蒸发所导致的批内体积差异;
- 均一化校正批间体积差异,提供更连续一致的批间重复Ct值。
美国应用生物系统公司(AppliedBiosystems)认识到均一化工具(Rox?参比染料)的好处,并在所有AB定量PCR仪上优化,以便实验人员充分利用Rox?参比染料所带来的好处。此外,所有AB生产的Real-TimePCR Master Mix试剂液都预掺入*合适量的Rox?参比染料,从而确保每次实验每个反应都获得*好的结果。
Rox?校正单次反应运行中的信号改变
在理想反应条件下,报告荧光染料的信号值起始于基线,当反应体系中存在合适的靶分子时,报告荧光染料会随着PCR反应的进行,产生出一条典型的扩增曲线,仪器软件通过扩增曲线计算结果。如果扩增曲线只是简单地根据报告染料的荧光信号而绘制,将会难以区分样品的真实差异和随机反应条件带来的人为差异。现实中,有许多事件可能影响报告荧光染料的表现:泡沫会形成荧光信号尖峰;蒸发或冷凝会造成反应体系浓度改变,导致不同反应批次间荧光信号值增强或减弱(见图1)。这类事件会同时影响报告荧光染料和Rox?参比染料,所以使用AB的定量试剂与仪器时,根据Rn值绘制扩增曲线,采集的是报告荧光染料减去Rox?参比染料的荧光差值,任何潜在的人为误差因素都被均一化,从而排除在*终结果之外。
图1:多组分图显示Rox?信号和报告染料信号一同抬起,结果指示存在蒸发
Rox?提供强大的故障分析工具
Rox?参比染料作为故障分析工具的价值同样不应被低估。如果一个反应失败了,依靠Rox?参比染料确保在反应过程中有持续不变的信号标准十分重要。Rox?信号可以提供反应设置的信息提示:无Rox?信号,很明确地表明没有放置MasterMix试剂;异常大的信号值强度差异,提示可能放置了2倍反应体系;Rox?信号不规则变化,提示可能存在仪器故障。AB公司的技术支持在故障排除工作中总会使用Rox?参比染料,以帮助在更短时间内获得更多信息量的检测结果。
Rox?均一化反应体积差异
以下实验数据证明了Rox?参比染料在校正移液误差所导致的反应间均方差上的价值,同时也证明AB定量PCR仪器在使用或不使用Rox?参比染料都能获得很好的性能表现和**性。
实验一:获得高**性不一定需要Rox?
从AB RNase P Instrument verification Plate中取出反应混合液,分别移液入对应的Fast 96孔板中。在AB 7500 Fast Real-Time PCR仪上运行这块板。数据分析分别采用2组模式,一组为正常的减去Rox?参比染料,另一组将参比染料设置成“None”,从而显示使用Rox?信号均一化处理数据的价值。技术重复(24次重复)的结果显示,使用Rox?和不使用Rox?都得到了很好的结果。使用Rox? 一组的Ct值SD(标准偏差)0.042,不使用Rox? 一组的Ct值SD(标准偏差)0.108(见图2)。
图2:技术重复的扩增曲线,分别采用Rox?校正(2A)和不采用Rox?校正(2B),显示重复的结果聚合紧密,散布很小。
实验二:Rox?均一化处理校正移液错误
通过系统地减少从RNase P Plate中移出的样品,加入分子纯级水补齐体系,来模拟移液错误对运行**性的影响。图2描绘了实验一中的原体积样本,以及3个移液错误重复:分别含0.5, 1.0 和1.5μl of ddH2O(样本体积相应减少)。数据分析时使用Rox?参比染料校正初始浓度差异(由移液错误导致的),得到的Ct值SD(标准偏差)为0.075;而不使用Rox?参比染料校正的Ct值SD(标准偏差)为0.174(见图3)。
图3:技术重复与3重模拟样本移液错误(分别用0.5, 1.0 和1.5μl ddH2O替代等量样本模板)的扩增曲线。使用Rox?可以校正起样本始体积(或浓度)的轻微差异(3A),而不使用Rox?时可以明显看到轻微的散布(3B)。
实验三:Rox?均一化处理确保定量反应**性
相似地,直接从RNAse PPlate中移出反应混合液进行重复实验绘制标准曲线,比较使用Rox?和不使用Rox?分析时的**性差异(见图4),结果R2值分别是0.997和 0.99。
图4:重复RNAseP标准品的扩增曲线,数据分析时分别用Rox?(4A)和不用Rox?(4B),结果表现都很好。
当反应体系中部分样品被1μlddH2O替代,Rox?均一化处理能够校正此类小错误,而当分析不包含Rox?参比染料校正时,各个标准组中很明显地出现了更大的点散布(见图5和表1)。
表1:计算重复进行RNAseP标准曲线实验的标准偏差(SD),将其与1μl反应混合液被ddH2O取代的实验结果比较。使用Rox?校正可有效减少错误。
图5:重复RNAseP标准品,及模拟移液错误样本(1μl反应混合液被ddH2O取代),绘制扩增曲线。数据分析时分别使用Rox?(5A)和不用Rox?(5B),证明Rox?可以校正由轻微起始样本浓度或反应体积错误而造成的差异。
表1显示了各个浓度重复反应的结果标准偏差(SD)。其中,直接从RNAsePplate中移出反应混合液进行的重复实验,使用Rox?或不使用Rox?所得的Ct值SD(标准偏差)差异很小(平均小于0.04)。可是当模拟移液错误时,不使用Rox?校正所得的Ct值SD差异远远大于使用Rox?校正时的结果(10倍于后者)。以上结果再次证明了使用Rox?参比染料分析Real-TimePCR实验数据时的优势。
总之,以上实验的模拟错误只是任何实验室Real-TimePCR平台在实际操作中可能遇到的诸多错误中的一个。考虑到这类错误在日常中常常会出现,再加上上文中提到的其它与定量PCR平台相关的可能人为错误,显而易见,分析Real-TimePCR数据时使用Rox?均一化具有明显的好处。