在數(shù)字液滴 PCR(ddPCR)實驗中,Biorad 1863005 作為探針法微滴生成油,為反應(yīng)構(gòu)建了穩(wěn)定的微滴環(huán)境。然而,不同品牌的 PCR 試劑與之配合使用時,在靈敏度方面會呈現(xiàn)出顯著差異,這一現(xiàn)象受多種因素綜合影響,深入探究有助于優(yōu)化實驗方案、提升檢測準(zhǔn)確性。
一、DNA 聚合酶對靈敏度的影響
(一)酶活性與擴(kuò)增效率
DNA 聚合酶的活性是影響靈敏度的關(guān)鍵因素之一。不同品牌的聚合酶,其活性和熱穩(wěn)定性存在明顯差異。例如,A 品牌的 Taq DNA 聚合酶經(jīng)過特殊修飾,具有較高的熱啟動活性,在常規(guī) PCR 體系中能有效減少非特異性擴(kuò)增,但在 Biorad 1863005 的微滴體系內(nèi),由于微滴內(nèi)特殊的理化環(huán)境,如油相成分的影響,該聚合酶可能對微滴環(huán)境適應(yīng)不良,導(dǎo)致活性降低 。這使得即使樣本中存在微量目標(biāo)核酸,也無法高效擴(kuò)增,從而降低了檢測靈敏度。相比之下,B 品牌的普通 Taq 聚合酶,雖無特殊熱啟動修飾,卻因其分子結(jié)構(gòu)對微滴內(nèi)環(huán)境耐受性較好,在微滴體系中能維持相對穩(wěn)定的活性,可有效擴(kuò)增微量目標(biāo)核酸,進(jìn)而提高了檢測的靈敏度 。
(二)保真度與錯誤擴(kuò)增
聚合酶的保真度同樣影響靈敏度。部分品牌的高保真聚合酶,如 C 品牌,雖然具有優(yōu)秀的堿基校正能力,能減少擴(kuò)增過程中的錯誤,但在 Biorad 1863005 微滴體系中,過高的保真度可能會對引物與模板的錯配容忍度降低 。當(dāng)檢測低豐度變異核酸時,這種嚴(yán)格的校正機(jī)制可能導(dǎo)致部分變異序列無法被有效擴(kuò)增,使得低豐度信號被遺漏,靈敏度下降。而 D 品牌的聚合酶在保真度和擴(kuò)增效率間取得較好平衡,在微滴體系中既能保證準(zhǔn)確擴(kuò)增,又能有效檢測到低豐度目標(biāo)核酸,維持較高的靈敏度 。
二、引物與探針的作用
(一)引物特異性與結(jié)合效率
引物的特異性和結(jié)合效率對靈敏度至關(guān)重要。不同品牌的引物在設(shè)計和合成工藝上的差異,會影響其在 Biorad 1863005 微滴體系中的表現(xiàn)。E 品牌引物在設(shè)計時,對目標(biāo) DNA 序列特異性把握不足,在微滴內(nèi)復(fù)雜的反應(yīng)環(huán)境中,容易與非目標(biāo)序列發(fā)生非特異性結(jié)合 。這不僅消耗了反應(yīng)體系中的資源,還干擾了目標(biāo)序列的正常擴(kuò)增,使得即使存在微量目標(biāo)核酸,也難以被有效檢測,靈敏度大幅降低。而 F 品牌引物通過優(yōu)化設(shè)計,具有高度特異性,能精準(zhǔn)結(jié)合目標(biāo) DNA,在微滴體系中高效啟動擴(kuò)增反應(yīng),即使樣本中目標(biāo)核酸含量極低,也能有效富集信號,顯著提升了檢測靈敏度 。
(二)探針標(biāo)記與性能
對于探針法 ddPCR,探針的熒光標(biāo)記和性能差異直接影響靈敏度。G 品牌探針的熒光標(biāo)記效率較低,在 Biorad 1863005 微滴體系中,即使 PCR 反應(yīng)正常進(jìn)行,產(chǎn)生的熒光信號也較弱 。這使得儀器難以準(zhǔn)確識別和計數(shù)陽性微滴,尤其是在檢測低豐度目標(biāo)核酸時,微弱的熒光信號極易被背景噪音掩蓋,導(dǎo)致靈敏度下降,無法準(zhǔn)確檢測到微量目標(biāo)核酸。H 品牌探針則采用了高效的熒光標(biāo)記技術(shù),且淬滅效果良好,能在微滴體系中產(chǎn)生強(qiáng)而穩(wěn)定的熒光信號,即使目標(biāo)核酸含量極少,也能清晰區(qū)分陽性和陰性微滴,從而實現(xiàn)高靈敏度檢測 。
三、模板 DNA 與添加劑的影響
(一)模板 DNA 質(zhì)量
不同品牌的 DNA 提取試劑盒或純化方法,會使模板 DNA 的質(zhì)量和純度存在差異,進(jìn)而影響靈敏度。使用 I 品牌 DNA 提取試劑盒得到的模板 DNA,含有較多殘留蛋白質(zhì)等雜質(zhì),這些雜質(zhì)進(jìn)入 Biorad 1863005 微滴體系后,會與 DNA 聚合酶結(jié)合,抑制酶活性 。這導(dǎo)致即使樣本中存在目標(biāo)核酸,也無法有效擴(kuò)增,使得檢測靈敏度降低。而 J 品牌的純化方法能有效去除雜質(zhì),提供高純度模板 DNA,在微滴體系中,DNA 聚合酶可充分發(fā)揮作用,對微量目標(biāo)核酸也能高效擴(kuò)增,保證了較高的檢測靈敏度 。
(二)添加劑兼容性
部分品牌 PCR 試劑添加的特殊添加劑,與 Biorad 1863005 的兼容性會影響靈敏度。K 品牌試劑中的增強(qiáng)劑,其作用機(jī)制是降低 DNA 雙鏈解鏈溫度,促進(jìn)擴(kuò)增,但在 Biorad 1863005 微滴體系中,該增強(qiáng)劑可能改變微滴的表面張力或物理性質(zhì),導(dǎo)致微滴生成不穩(wěn)定,甚至出現(xiàn)微滴破裂或滲漏 。這使得 PCR 反應(yīng)無法正常進(jìn)行,微量目標(biāo)核酸難以有效擴(kuò)增,靈敏度嚴(yán)重受損。L 品牌試劑中的添加劑與 Biorad 1863005 兼容性良好,在不影響微滴穩(wěn)定性的前提下,能增強(qiáng) PCR 反應(yīng)效率,即使樣本中目標(biāo)核酸含量極低,也能通過高效擴(kuò)增提高檢測靈敏度 。
不同品牌的 PCR 試劑在 Biorad 1863005 微滴體系中的靈敏度受 DNA 聚合酶、引物探針、模板 DNA 和添加劑等多方面因素影響,呈現(xiàn)出顯著差異。在實際實驗中,科研人員需充分考慮各試劑品牌特性,通過預(yù)實驗篩選出最適配的試劑組合,并優(yōu)化實驗條件,以實現(xiàn) ddPCR 檢測的高靈敏度,確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。