PCR trực tiếp là phản ứng sử dụng trực tiếp máu, mô động vật hoặc thực vật, v.v. để khuếch đại mà không cần các bước chiết xuất axit nucleic và tinh chế axit nucleic. Nó mang lại sự tiện lợi chưa từng có cho quá trình khuếch đại DNA, có thể tiết kiệm rất nhiều thời gian. Vậy thuốc thử và sản phẩm được sử dụng trong PCR trực tiếp là gì?

1. PCR trực tiếp là gì
2. Những thuốc thử nào cần thiết cho PCR trực tiếp
3. Các tình huống ứng dụng và đặc điểm của Bộ PCR trực tiếp
4. Dữ liệu sản phẩm
5. Phản hồi của khách hàng
6. Thông tin đặt hàng sản phẩm

1. PCR trực tiếp là gì

Sau khi được vô số học giả trên thế giới liên tục bổ sung và cải tiến, công nghệ PCR đã trở thành phương pháp nghiên cứu cơ bản được sử dụng rộng rãi nhất, thường xuyên nhất và quan trọng nhất trong toàn bộ lĩnh vực khoa học sự sống. Touch Down PCR, RT-PCR, Real-Time PCR, Multi PCR, v.v. được phát triển dựa trên ứng dụng rộng rãi của công nghệ PCR truyền thống, cũng như PCR kỹ thuật số (Digital PCR) mới nhất, đã làm phong phú thêm rất nhiều cho nghiên cứu của phần lớn các nhà nghiên cứu khoa học. Những phương pháp này đã thúc đẩy đáng kể sự phát triển của khoa học sự sống hiện đại, đặc biệt là sinh học phân tử và đóng góp to lớn cho nghiên cứu về sự sống và thiên nhiên cho toàn thể con người. Công nghệ PCR truyền thống và nhiều công nghệ mới và ứng dụng mới bắt nguồn từ nó có một điều kiện tiên quyết, đó là cần phải có được các khuôn mẫu axit nucleic có độ tinh khiết cao trước. Bất kỳ mẫu sinh học nào cũng cần trải qua một loạt các quá trình xử lý mẫu phức tạp và tẻ nhạt để có được các mẫu axit nucleic đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của PCR. Việc tách và chiết xuất DNA và RNA luôn là công việc cơ bản mà các nhân viên khoa học và kỹ thuật có liên quan cần phải lặp lại hàng ngày. Do sự khác biệt rất lớn giữa các mẫu, nên quá trình tách và chiết xuất DNA và RNA cũng rất khác nhau. Công việc này đòi hỏi người vận hành phải có trình độ chuyên môn kỹ thuật cao. Do sử dụng một số thuốc thử hóa học có độc tính cao trong công nghệ tách và chiết xuất truyền thống, việc tiếp xúc lâu dài sẽ gây ra tổn thương không thể phục hồi cho cơ thể người vận hành, thậm chí gây ra tổn thương trực tiếp trong quá trình thí nghiệm. Các thuốc thử hóa học như phenol và chloroform là chất gây ung thư quan trọng trong phòng thí nghiệm và nitơ lỏng được sử dụng trong quá trình tách axit nucleic và chiết xuất mô thực vật gây ra mối đe dọa lớn hơn đối với sự an toàn của người vận hành trong quá trình thí nghiệm do nhiệt độ cực thấp của nó. Đồng thời, đối với những người có số lượng mẫu lớn để nghiên cứu, việc tách và chiết xuất axit nucleic là một nhiệm vụ đòi hỏi nhiều công sức. Hiện nay, các bộ dụng cụ tách và chiết xuất axit nucleic trên thị trường đã trưởng thành và có nhiều thương hiệu, nhưng tất cả đều gần giống nhau. Cho dù đó là bộ dụng cụ ly tâm cột màng silica hay bộ dụng cụ phương pháp hạt từ, đều cần rất nhiều thời gian và chi phí cao. Ngoài chi phí của bộ dụng cụ, còn có các yêu cầu đặc biệt đối với thiết bị phòng thí nghiệm. Trạm làm việc tự động được sử dụng trong phương pháp hạt từ là một thiết bị giá trị cao quy mô lớn rất điển hình, là một khoản chi phí khổng lồ cho phòng thí nghiệm. Tóm lại, trước khi thực hiện các thí nghiệm PCR, xử lý mẫu trước là một vấn đề đau đầu không thể tránh khỏi và liên tục đối với các nhà nghiên cứu. Làm thế nào để giải quyết vấn đề này và trực tiếp thực hiện các thí nghiệm PCR mà không cần tách và chiết xuất axit nucleic luôn là một vấn đề mà nhiều nhà nghiên cứu khoa học và nhân viên phòng thí nghiệm lâm sàng đã suy nghĩ.

PCR trực tiếp là phản ứng trong đó mô động vật hoặc thực vật được sử dụng trực tiếp để khuếch đại mà không cần chiết xuất axit nucleic. Theo nhiều cách, PCR trực tiếp hoạt động giống như PCR thông thường.Sự khác biệt chính là đệm tùy chỉnh được sử dụng trong PCR trực tiếp. Mẫu có thể được đưa trực tiếp vào phản ứng PCR mà không cần chiết xuất axit nucleic, nhưng có những yêu cầu tương ứng đối với khả năng chịu đựng của các enzyme tham gia vào phản ứng PCR trực tiếp và tính tương thích của đệm. Mặc dù có nhiều hoặc ít chất ức chế PCR trong các mẫu thông thường, PCR trực tiếp vẫn có thể đạt được sự khuếch đại đáng tin cậy dưới tác động của enzyme và đệm. Tuy nhiên, phản ứng PCR truyền thống cần sử dụng axit nucleic chất lượng cao làm khuôn mẫu cho phản ứng. Nếu khuôn mẫu chứa protein và các tạp chất khác, nó sẽ ức chế sự tiến triển trơn tru của phản ứng PCR.

Lĩnh vực ứng dụng sớm nhất của PCR trực tiếp là lĩnh vực động vật và thực vật, chẳng hạn như máu, mô và lông của chuột, mèo, gà, thỏ, cừu, gia súc và các động vật khác; lá và hạt của thực vật, v.v. Nó được sử dụng để nghiên cứu kiểu gen, chuyển gen, phát hiện plasmid, phân tích loại bỏ gen, xác định nguồn DNA, xác định loài, phân tích SNP và các lĩnh vực khác. Các lĩnh vực này có một số đặc điểm chung, đó là hàm lượng gen mục tiêu tương đối cao và việc chiết xuất axit nucleic gặp nhiều rắc rối. Do đó, PCR trực tiếp không chỉ có thể tiết kiệm thời gian và ít ảnh hưởng đến kết quả mà còn tiết kiệm chi phí.

2. Những thuốc thử nào cần thiết cho PCR trực tiếp

2.1 Mẫu phân hủy

Dịch lysate mẫu có thể tự chuẩn bị hoặc mua. Sự khác biệt về thành phần của các nhãn hiệu lysate khác nhau sẽ khiến khả năng lysate khác nhau, và sau đó thời gian lysate sẽ hơi khác nhau. Ví dụ, đối với việc chuẩn bị các mẫu mô động vật, thông thường nên lysate trong 30 phút hoặc qua đêm, và dịch lysate đối với vi-rút dao động từ 3-10 phút.

2.2 Hỗn hợp PCR chính

Nên sử dụng DNA polymerase khởi động nóng để tăng cường khuếch đại đặc hiệu và khả năng khuếch đại mạnh hơn. Trọng tâm của PCR trực tiếp là polymerase có khả năng kháng cao.

2.3 Loại bỏ hoặc ức chế các thành phần trong mẫu ảnh hưởng đến sự khuếch đại DNA

Sau khi mẫu được xử lý bằng chất lysate, protein, lipid và các mảnh vụn tế bào khác sẽ được giải phóng và những chất này sẽ ức chế phản ứng PCR. Do đó, PCR trực tiếp cần phải thêm chất loại bỏ hoặc chất ức chế tương ứng để giảm ảnh hưởng của các yếu tố này.

3. Các tình huống ứng dụng và đặc điểm của Bộ PCR trực tiếp

Bộ PCR trực tiếp từ Yeasen có thể khuếch đại trực tiếp các mẫu thực vật, mô động vật hoặc máu và các mẫu gốc khác mà không cần tinh chế axit nucleic, giúp đơn giản hóa đáng kể quy trình thực nghiệm PCR. Phân tích kiểu gen dựa trên PCR (Hình 1) được thực hiện bằng cách sử dụng mẫu gốc mà không cần tinh chế bộ gen (Hình 1A) hoặc sử dụng dịch phân giải của nó (Hình 1B) làm khuôn mẫu. So với Phân tích kiểu gen dựa trên PCR thông thường, bộ dụng cụ PCR trực tiếp tiêu thụ ít mẫu hơn, vận hành đơn giản, chi phí thực nghiệm thấp và phát hiện mẫu định lượng chất lượng cao.

Hình 1. Công nghệ PCR trực tiếp.

A. Phương pháp trực tiếp: Lấy một số lượng nhỏ mẫu và trực tiếp thêm chúng vào hỗn hợp PCR để nhận dạng PCR. B. Phương pháp ly giải: Thêm mẫu vào dung dịch ly giải để giải phóng bộ gen và thêm một lượng nhỏ dịch ly giải vào hỗn hợp PCR để nhận dạng PCR.

3.1 Ứng dụng

Phát hiện khuếch đại gen động vật, phân tích kiểu gen động vật chuyển gen, nhận dạng thực vật chuyển gen, phân tích kiểu gen thực vật, v.v.

3.2 Tính năng

★   Trực tiếp: không tinh chế DNA;
★   Nhanh: 10 phút để hoàn tất quá trình chuẩn bị mẫu, 50 phút để hoàn tất phản ứng PCR;
★   Đơn giản: Mẫu có thể được phân hủy mà không cần cắt hoặc nghiền;
PCR Mix có dạng hỗn hợp chính, giúp giảm các bước thêm mẫu
★   Tiết kiệm: tiêu thụ ít vật liệu hơn
★   Thông lượng cao: phản ứng phân hủy có thể được hoàn thành trong đĩa 96 giếng
★   Khả năng chịu chất ức chế mạnh

4. Dữ liệu sản phẩm

4.1 Loại phổ biến cho nhiều động vật: Bộ PCR trực tiếp mô động vật

4.1.1 Nhanh nhất: rút ngắn thời gian thao tác

Hình 2. Một bộ dụng cụ PCR trực tiếp mô động vật từ Yeasen có thể tiết kiệm nhiều thời gian hơn.

4.1.2 Ví dụ: Xác định kiểu gen của chuột Knockout

Hình 3. Kết quả khuếch đại trực tiếp bộ kit PCR mô động vật để phát hiện động vật đột biến gen.

M: Thang DNA 100bp. Làn 1-8: lysate làm khuôn mẫu. +: 50 ng DNA bộ gen tinh khiết làm khuôn mẫu. ﹣: Nước khử ion làm khuôn mẫu. Một số chu kỳ: 35 chu kỳ. Đoạn đơn (580bp): Bộ gen đồng hợp tử động vật bị loại bỏ. Đoạn đơn (180bp): Bộ gen kiểu hoang dã. Hai đoạn (580bp/180bp): Bộ gen dị hợp tử động vật bị loại bỏ.

4.2 Dành riêng cho loài gặm nhấm: Bộ PCR trực tiếp mô chuột

4.2.1 Nhanh hơn: Giải phóng đủ gen

Hình 4 Kết quả khuếch đại trực tiếp của bộ dụng cụ PCR trực tiếp mô chuột với thời gian ly giải khác nhau.

M: Thang DNA 100bp. +: 50 ng DNA bộ gen tinh khiết làm khuôn mẫu. Nhiều chu kỳ: 35 chu kỳ.

4.2.2 Tốt hơn phương pháp phân hủy kiềm thông thường

Hình 5. Kết quả khuếch đại gen SOX21 của đuôi chuột được xử lý bằng các phương pháp ly giải khác nhau.

M: Thang DNA 100 bp. Làn 1-2: Lysate làm khuôn mẫu bằng phương pháp lysate kiềm thông thường. Làn 3-4: Lysate làm khuôn mẫu bằng bộ dụng cụ PCR trực tiếp mô chuột. +: 50 ng DNA bộ gen tinh khiết làm khuôn mẫu. -: Nước khử ion làm khuôn mẫu. Một số chu kỳ: 35 chu kỳ.

4.2.3 So sánh với các sản phẩm tương tự

Hình 6. Kết quả khuếch đại gen SOX21 của đuôi chuột được xử lý bằng các sản phẩm tương tự từ các thương hiệu khác nhau.

M: Thang DNA 100 bp. +: 50 ng DNA bộ gen tinh khiết làm khuôn mẫu. Nhiều chu kỳ: 35 chu kỳ.

4.3 Bộ PCR trực tiếp mô thực vật

4.3.1 Kiểm tra mẫu thực vật đa loại

Hình 7. Kết quả khuếch đại trực tiếp lá của các cây khác nhau.

M: Thang DNA 100 bp. C: DNA bộ gen tinh khiết làm khuôn mẫu.Làn 1-2: Mô lá phân hủy thành khuôn mẫu. Nhiều chu kỳ: 30 chu kỳ.

5. Phản hồi của khách hàng

5.1 Phân tích kiểu gen chuột

Hình 8. Kết quả xác định kiểu gen chuột bằng bộ dụng cụ PCR trực tiếp mô chuột của người dùng từ Công ty TNHH Công nghệ cuộc sống Jishi Bắc Kinh.

5.2 PCR trực tiếp trên lúa

Hình 9. Sự khuếch đại các gen liên quan đến lúa bằng bộ dụng cụ PCR trực tiếp mô thực vật của người sử dụng Đại học Nông nghiệp Hoa Trung.

6. Thông tin đặt hàng sản phẩm

Yeasen là một công ty công nghệ sinh học tham gia vào nghiên cứu, phát triển, sản xuất và bán ba thuốc thử sinh học chính: phân tử, protein và tế bào. Các sản phẩm do Yeasen như sau.

Bảng 1. Thông tin đặt hàng sản phẩm