在生物学和医学研究中,原位杂交(in situ hybridization)是一种常用的技术,用于检测DNA或者RNA作为探针与其互补的另一条链在细菌或其他真核细胞中的位置。
什么是原位杂交?
原位杂交(in situ hybridization)是指将特定标记的已知核酸序列作为探针,与细胞或组织切片中核酸进行杂交,从而对特定核酸序列进行精确定量定位的过程。
原位杂交可以在细胞标本或组织标本上进行。
在原位杂交实验中,探针核酸如若与细胞或组织切片中核酸进行结合,需要精准的控制温度的变化。
原位杂交的步骤
1、制备探针:原位杂交的第一步是制备探针。探针是一段DNA序列,可以与目标DNA序列互补配对;
2、制备样品:样品可以是细胞、组织或染色体;
3、杂交:探针与样品中的目标DNA序列互补配对。杂交可以在液相中进行,也可以在固相中进行。液相杂交需要在高温下进行,以便探针可以与目标DNA序列杂交。固相杂交需要在低温下进行,以便探针可以与目标DNA序列杂交;
4、洗涤:需要将未杂交的探针从样品中洗掉,以便检测;
5、检测:需要检测探针是否与目标DNA序列杂交。
原位杂交的应用
1、细胞特异性mRNA转录的定位,可用于基因图谱,基因表达和基因组进化的研究;
2、感染组织中病毒DNA/RNA的检测和定位,如EB病毒mRNA、人类乳头状瘤病毒和巨细胞病毒DNA的检测;
3、癌基因、抑癌基因及各种功能基因在转录水平的表达及其变化的检测;
4、基因在染色体上的定位;
5、检测染色体的变化,如染色体数量异常和染色体易位等;
6、分裂间期细胞遗传学的研究,如遗传病的产前诊断和某些遗传病基因携带者的确定,某些肿瘤的诊断和生物学剂量测定等。
原位杂交过程中的关键
为了提高原位杂交的成功率可以采取以下措施:
1、 挑取优势菌落、选取新鲜的组织或者长势好的细胞。实验材料 的选用是直接影响原位杂交受否成功的关键;
2、 无菌操作。在生物安全柜或通风橱中进行实验操作,避免空气中或其他杂菌的污染,提高原位杂交成功率;
3、 使用适当的仪器和设备进行精准控温。在实验过程中,需要37℃培养以及4℃长期贮放,也需要低丰度标记核酸的特异性扩增,直至获得杂交反应的结果;
4、 抗生素的适配性。避免非特定标记核酸的杂交,减少原位杂交实验中的误差;
5、 硝酸纤维素膜使用质量好的。具有高蛋白结合能力和高机械强度、毛细管率与厚度一致、使用中不需要甲醇预湿等性能,获得高特异性的抗体,增加原位杂交成功率。
柏恒科技PCR仪如何提高原位杂交的成功率?
1、 精准控温。采用进口温度循环器专用长寿命Peltier半导体模块,控制温度准确性小于0.1℃,精确把控核酸在原位杂交时的温度条件;
2、 采用平板式模块。为平面式铝质模块设计,可以平铺放置平皿或载玻片,有利于温度的均匀性;
3、 优秀的温控系统。基于优秀的算法,准确计算出每刻的温度的细微波动,然后进行修正,保持为所设温度。
结论
原位杂交的成功与否尽管受很多因素的影响,但是我们可以通过专业知识以及操作来减少或避免,避免可以采取以下措施:
1、选取单一菌落;
2、配制试剂时,减少称量或量取时的误差;
3、优化实验条件;
4、使用合适的仪器来精准控温;(如GE4T智能原位基因扩增仪)
5、减少与空气接触,避免污染。
这些都有助于提高实验的成功率,减少了实验的繁琐操作,并且还为我们提供精确的科研数据。