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荧光定量 PCR 中无 Ct 值或 Ct 值过晚,该如何解决?

2025-07-08     来源:本站     点击次数:54

   在荧光定量 PCR 实验里,无 Ct 值出现和 Ct 值过晚是常让科研人员头疼的问题。这些问题会严重干扰实验结果的准确性与可靠性,接下来我们就深入探讨下背后的原因和解决办法。

一、无 Ct 值出现的原因及解决办法
(一)循环数设置不合理
正常情况下,PCR 循环数一般不宜超过 45 循环。要是循环数设置不足,可能因扩增产物量不够,荧光信号没达到可检测水平,导致无 Ct 值。比如在一些低拷贝数模板的检测中,若循环数只设 30 次,很可能就检测不到产物。
解决办法:依据实验经验和模板预估量,合理增加循环数,不过要注意,循环数过高也会使背景值提高,定量不准,通常调整到 35 - 40 循环较为合适。
(二)PCR 程序里检测荧光信号步骤有误
不同荧光定量方法,采集荧光信号的时机有别。像 SG 法一般在 72℃延伸时采集,TaqMan 法则多在退火结束或延伸时采集。要是 PCR 程序设置时,荧光采集步骤和所用方法不匹配,或者压根没勾选荧光采集选项,那肯定检测不到荧光信号,也就没有 Ct 值。
解决办法:仔细核对所用荧光定量方法的说明书,严格按要求设置 PCR 程序里荧光信号检测步骤,确保准确采集荧光信号。
(三)引物或探针降解
引物或探针降解后,无法正常和模板结合并引导扩增,自然不会有扩增产物,也就无 Ct 值。可通过 PAGE 电泳检测引物和探针是否降解,降解的引物或探针在电泳图上会呈现出条带模糊、拖尾等异常。
解决办法:重新合成高质量引物和探针,注意引物和探针的保存条件,避免反复冻融,最好小量分装,存放在 - 20℃或 - 80℃。
(四)模板降解或上样量不足
模板降解,完整性被破坏,扩增难以进行;上样量不足,起始模板拷贝数少,扩增产物量也会很少,导致荧光信号弱,检测不到 Ct 值。一般模板上样量不超 500ng,对未知浓度样本,应从系列稀释样本的最高浓度开始实验。另外,样本准备过程中引入杂质、反复冻融,都可能造成模板降解。
解决办法:优化样本提取和保存方法,确保模板质量。提取后尽快实验,如需保存,将模板样本小量分装储备,避免反复冻融。实验前,用核酸定量仪精确测定模板浓度,依据浓度调整上样量。
(五)引物探针设计不合理
引物设计要是不合理,像上下游引物 Tm 值差异超 4℃,会影响扩增效率,甚至导致扩增失败,没有 Ct 值;引物若不能跨越内含子,扩增基因组 DNA 时,可能受内含子干扰,影响结果。
解决办法:借助专业引物设计软件,如 Primer Premier 5.0 等,精心设计引物。设计好后,进行 BLAST 比对,确保引物特异性,避免与其他基因序列有过多同源性。

二、Ct 值过晚的原因及解决办法
(一)扩增效率低
  • 引物间或引物与探针比例不当:引物和探针浓度不合适,比如引物浓度过高,可能形成引物二聚体,竞争模板结合位点,降低扩增效率;引物和探针比例失衡,也会影响扩增。
解决办法:通过预实验,优化引物和探针浓度及比例,摸索出最佳反应体系。
  • 引物或探针设计不合理:引物长度、GC 含量、特异性等不合适,都可能致使扩增效率低,Ct 值过晚。比如引物长度过长,退火时难以和模板完全配对,影响扩增。
解决办法:重新设计引物和探针,保证引物长度适中(一般 18 - 25bp),GC 含量在 40% - 60%,同时具备高特异性。
(二)PCR 程序不合适
  • 改用三步法反应:两步法反应中,退火和延伸在同一温度进行,可能对某些模板和引物组合效果欠佳。三步法将退火、延伸分开,能更好优化反应条件。
解决办法:尝试将 PCR 程序改为三步法,即变性、退火、延伸分别在不同温度下进行,依据引物 Tm 值,合理设置退火温度。
  • 优化退火 / 延伸温度:退火温度过高,引物和模板结合不充分;过低,易产生非特异性扩增。延伸温度不合适,会影响 Taq 酶活性和扩增效率。
解决办法:以引物 Tm 值为参考,适当降低退火温度(一般降低 3 - 5℃),优化延伸温度(通常 72℃左右),通过预实验确定最佳温度。
  • 延长退火 / 延伸时间:退火或延伸时间过短,引物和模板结合不充分,扩增产物合成不完全,导致 Ct 值过晚。
解决办法:在推荐时间基础上,适当延长退火 / 延伸时间 10s 左右,观察扩增效果。
(三)MgCl₂浓度不合适
Mg²⁺是 Taq 酶活性必需离子,浓度过高或过低,都会影响 Taq 酶活性和扩增效率。浓度过高,可能增加非特异性扩增;过低,Taq 酶活性受抑制。
解决办法:依据所用 PCR 试剂盒推荐,适当调整 MgCl₂浓度,通过预实验确定最适浓度。
(四)PCR 产物过长
PCR 产物设计超过 500bp,扩增难度会增加,所需时间更长,导致 Ct 值过晚。因为长片段扩增对反应条件要求更严苛,容易出现扩增效率低的问题。
解决办法:重新设计引物,缩短 PCR 产物长度,一般控制在 100 - 300bp,更利于高效扩增。
(五)模板中存在抑制物
模板提取过程中,若混入蛋白质、多糖、有机溶剂等杂质,这些物质可能抑制 Taq 酶活性,降低扩增效率,使 Ct 值过晚。
解决办法:使用高纯度模板进行 PCR 检测,或对模板进行稀释,降低抑制物浓度。也可采用模板纯化试剂盒,进一步去除杂质。
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