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别到处问了,PCR的设置参数我来告诉你

面气灵 2019-7-1 10:20 AM 5260人围观 技术


大家经常谈起荧光PCR分析参数设置与结果的关系、乙肝低值质控品浓度的选择及依据,质控品CV值的确定等问题。这些问题多是大家熟悉但并没有深究,在日常工作中多没有合理使用,今天和大家讨论如下,希望对实验室的质量提升有所帮助。


基线起点和终点的选择


基线(Baseline)是指在PCR扩增的最初数个循环里,荧光信号变化不大,接近一条直线,这样的直线即为基线。不同荧光PCR试剂盒由于其敏感性不同,基线起点和终点的设置也不同。对于性能卓越的荧光PCR试剂盒,只需要确定基线的终点,即在最早PCR扩增曲线起点前一个循环作为终点,起点在终点前间隔一个以上的循环选择即可,这样的分析结果是稳定的。由于PCR干扰物质的影响或试剂盒抗干扰性能的差异,有的试剂盒扩增曲线,在S型扩增前出现曲线下陷或曲线上扬的情况。这时需要对该样本曲线进行个性化分析,或对该样本重新检测。基线的选择常常与其它分析参数具有联动性,不同PCR扩增仪的基线确定也有不同。




 荧光阈值的选择


荧光阈值应设在PCR指数扩增的起始,并高于阴性对照曲线。其数值选择与试剂盒的性能有关,对荧光强度较高的扩增曲线,阈值的设定不一定非要遵循固定的原则,基线确定后,阈值几乎可以随机选择或直接使用仪器默认的阈值;如果试剂盒的荧光扩增强度较弱,出现核酸含量较低的样本扩增曲线荧光值较低,这时阈值的选择对低值样本的定量结果影响较大(下图)。因此,针对试剂盒性能不同,实验室应建立自己的阈值范围,尽可能保证低值样本检测结果的稳定性。


 斜率


试剂盒的标准曲线一般由4个间隔10倍或100倍梯度浓度的标准品拟合而成。标准品的浓度是由企业参考品或国家参考品定值溯源而来,标准品的理论检测值和实际检测值进行线性拟合,其理论斜率是3.32,但实际工作中,试剂盒的实际斜率经常出现高于3.32或低于3.32的情况。



主要有以下两个原因:


(1)PCR试剂的扩增效率不是100%(偏高或偏低),通常情况是扩增效率低于100%,常见的原因是酶的活性不足、引物探针欠合理或反应液非最佳条件,导致实际扩增CT值比理论值滞后,这时斜率会大于3.32。


(2)试剂盒的标准品溯源定值不准确。4个标准品的赋值是按照10倍或100倍的理论值确定,但实际配制浓度存在逐渐偏高或偏低的情况,或标准品在保存过程中出现不均一的降解,出现本来按照10倍稀释的标准品,实际测定值似乎是按照11倍进行稀释的情况。当然也存在按照9倍稀释的斜率。


在实际工作中,斜率发生偏倚,

是否需要调整?调整的标准是什么?


首先要判断斜率偏倚的原因,对准确进行10倍稀释的核酸或阳性样本,采用性能确定的试剂盒进行扩增,如果实测标准品的斜率大于3.32,说明试剂盒的扩增效率低于100%,如果斜率超过3.6,说明试剂盒的质量存在问题,理应更换,此时进行斜率调整并不能解决问题。


如果是因操作误差或试剂盒标准品降解等因素导致的斜率偏倚,可以参照实验室的室内质控品进行个别调整,如果斜率能控制在3.20~3.6之间,实际检测结果的变化不会对临床报告的准确性产生明显影响。因操作不当导致斜率偏倚,在结果分析中调整斜率,是十分必要的事情,但要依据明确,不能一概而论全部进行调整。


斜率低于3.0或高于3.6均导致极高浓度和极低浓度样本的报告值发生较大偏斜。因此,使用斜率控制检测质量,是每个实验室都应重视的方面。


扩增效率的计算


经常我们看到有的PCR扩增仪器有扩增效率的参数,但在实际工作中大多不为人知或去科学使用。我们知道,PCR的原理是指数扩增,每扩增一个循环,核酸的量增加一倍,即呈2的n次方,荧光曲线之间的间距由等式“2的n次方=稀释倍数”决定。


这里的n是标准曲线之间的CT值,如果标准曲线之间的稀释倍数是10倍,那么2的n次方=10,因此n=3.32,即10倍稀释的PCR扩增效率理论值为间隔3.32个CT值,也是4个标准品形成的斜率绝对值。


有的PCR扩增仪用百分率表示扩增效率,即每个循环有效扩增模板的百分率,扩增效率%=(E-1)×100%,理想的扩增效率是:扩增效率(%)=(2-1)×100%=100%。


例如,如果标准品的斜率是3.5,那么E=10的(1/-3.5)次方=1.931, 扩增效率(%)=(1.931-1)×100%=93.1%,每个循环的终点,扩增子的拷贝数每个循环增加1.931倍,或93.1%的模板被扩增。

  扩增效率的应用


扩增效率超越90~105%范围的影响因素有许多,如果扩增效率下降,常见原因是扩增试剂盒里的引物和探针设计不当,导致与模板的匹配效率较低。实验室经常采用这种方式检验所用试剂盒的质量。如果检测试剂盒标准品的扩增效率超过100%,很可能是标准品稀释倍数存在问题,即本应10倍稀释的标准品,实际进行了不足10倍的稀释,当然也存在标准品稳定性较差的情况,这都将导致低值样本的假性升高。


关于室内质控品的选择及CV值


室内质控是评价或发现一个实验室检测稳定性的主要方式,质控品可以来自购买商品,也可以自行制作,但都应确定自身稳定性是否良好。稀释介质决定了质控品的稳定性,这是让许多企业和实验室头疼的问题,其实无论DNA样本还是RNA样本,配制一个稳定性良好的介质并不困难。


还有质控品的数量和浓度的择,无论是否有文件规定,选择一个低值样本进行室内质控是完全科学可行的,因为中、高浓度的室内质控品,尤其是高于试剂盒定量限3个数量级以上的室内质控品,对质量控制几乎没有任何意义。



低值室内质控品的浓度可以根据试剂盒的定量限来确定,对自信度比较高的实验室,完全可以选择试剂盒定量限10倍的样本作为室内质控品,也可以采用定量限20倍的样本。例如,如果试剂盒的定量限为20IU/mL, 质控品的浓度选择为200 IU/mL~400 IU/mL。至于CV值,自然应该符合<5%的要求。


来源: iqPCR微信公众号
我有话说......