陽性對照和陰性對照是PCR試劑盒中?不可或缺的質(zhì)量控制核心組件?,二者分別從不同維度驗(yàn)證PCR實(shí)驗(yàn)的有效性,從根本上避免假陽性、假陰性結(jié)果,具體作用如下:
一、陽性對照的核心作用
陽性對照是?預(yù)先添加了已知目標(biāo)擴(kuò)增片段的模板對照?(通常為質(zhì)粒、體外合成的靶標(biāo)片段或含已知靶標(biāo)基因的基因組DNA),其核心作用是驗(yàn)證PCR體系的擴(kuò)增有效性,排除假陰性結(jié)果。
1.驗(yàn)證PCR反應(yīng)體系與擴(kuò)增條件的有效性
陽性對照是整個(gè)PCR體系是否正常工作的“試金石”:
若按照試劑盒說明書操作后,陽性對照未出現(xiàn)預(yù)期擴(kuò)增條帶(或熒光定量PCR中Ct值超出試劑盒規(guī)定范圍),說明整個(gè)體系存在問題:可能是引物/探針降解、Taq酶失活、dNTP失效,或PCR擴(kuò)增儀溫度設(shè)置錯(cuò)誤、循環(huán)參數(shù)不當(dāng)。此時(shí)即使待測樣本無擴(kuò)增信號,也不能直接判定樣本為陰性,必須排查體系問題后重新實(shí)驗(yàn),避免因PCR體系失效導(dǎo)致的假陰性漏檢。
若陽性對照擴(kuò)增符合預(yù)期(條帶大小正確、Ct值在說明書標(biāo)注范圍內(nèi)),才能證明PCR體系、擴(kuò)增條件完全正常,實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠。
2.驗(yàn)證引物與探針的特異性結(jié)合能力
陽性對照的模板是對應(yīng)靶標(biāo)區(qū)域的特異性序列,擴(kuò)增成功可直接確認(rèn)引物/探針能夠正確識別結(jié)合靶標(biāo)序列,不存在引物錯(cuò)配、探針降解的問題,從源頭避免因引物探針失效導(dǎo)致的假陰性。
3.校準(zhǔn)檢測閾值與定量準(zhǔn)確性(熒光定量PCR場景)
在定量PCR(qPCR)中,試劑盒會(huì)提供梯度濃度的陽性對照品(標(biāo)準(zhǔn)品),用于繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線:
通過梯度濃度陽性對照的擴(kuò)增曲線,可計(jì)算出樣本中靶標(biāo)基因的絕對拷貝數(shù),實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定量;
同時(shí)可根據(jù)陽性對照的Ct值,校準(zhǔn)儀器的熒光檢測閾值,避免閾值設(shè)置過高或過低導(dǎo)致的定量偏差。
4.監(jiān)控實(shí)驗(yàn)操作的正確性
陽性對照可排查操作失誤:比如是否漏加Taq酶、引物、模板,或加樣時(shí)樣本間交叉污染,若所有步驟操作正確,陽性對照必須出結(jié)果,否則就能直接定位操作環(huán)節(jié)的錯(cuò)誤。
二、陰性對照的核心作用
陰性對照是?不含目標(biāo)擴(kuò)增片段的模板對照?(通常為無靶標(biāo)序列的基因組DNA、生理鹽水、不含模板的PCR緩沖液),其核心作用是驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)是否存在污染,排除假陽性結(jié)果。
1.監(jiān)控?cái)U(kuò)增產(chǎn)物或外源靶標(biāo)的污染(最核心作用)
PCR擴(kuò)增的靈敏度極高,即使極微量的擴(kuò)增產(chǎn)物(氣溶膠)污染反應(yīng)體系,也會(huì)產(chǎn)生非特異性擴(kuò)增,導(dǎo)致假陽性。陰性對照直接驗(yàn)證體系是否存在污染:
若陰性對照出現(xiàn)預(yù)期大小的擴(kuò)增條帶(或qPCR中檢出擴(kuò)增信號),說明實(shí)驗(yàn)過程中存在污染,可能是開蓋時(shí)擴(kuò)增產(chǎn)物氣溶膠擴(kuò)散、移液器槍頭交叉污染、操作臺(tái)殘留外源靶標(biāo),此時(shí)待測樣本即使陽性也不可信,必須徹底消毒環(huán)境、更換所有試劑后重新實(shí)驗(yàn),避免污染導(dǎo)致的假陽性誤判。
只有陰性對照無擴(kuò)增信號,才能證明整個(gè)操作環(huán)境、耗材、試劑都沒有被外源靶標(biāo)污染,陽性結(jié)果可靠。
2.驗(yàn)證引物的非特異性擴(kuò)增
陰性對照可排查引物二聚體或非特異性結(jié)合:
若陰性對照出現(xiàn)雜帶但無目的條帶,說明引物存在非特異性結(jié)合,但未引入外源污染,此時(shí)可通過調(diào)整退火溫度、優(yōu)化引物濃度減少非特異性擴(kuò)增;
若陰性對照出現(xiàn)與目的條帶大小一致的條帶,基本可以確定是外源污染,而非引物本身的非特異性擴(kuò)增。
3.排除樣本基質(zhì)的干擾
在臨床樣本(如血液、痰液、糞便)檢測中,陰性對照通常使用陰性臨床樣本作為基質(zhì)對照,用于驗(yàn)證樣本提取過程中是否引入抑制物或雜質(zhì):若陰性對照無擴(kuò)增,說明提取過程未引入靶標(biāo)污染,基質(zhì)不影響擴(kuò)增,結(jié)果可靠。
三、二者聯(lián)合使用的臨床/實(shí)驗(yàn)意義
陽性對照和陰性對照必須同時(shí)設(shè)置,二者互補(bǔ)缺一不可:
陽性對照有擴(kuò)增,陰性對照無擴(kuò)增
實(shí)驗(yàn)完全有效,結(jié)果可信
陽性對照無擴(kuò)增,陰性對照無擴(kuò)增
PCR體系失效/操作錯(cuò)誤,實(shí)驗(yàn)無效
陽性對照有擴(kuò)增,陰性對照有擴(kuò)增
陽性對照無擴(kuò)增,陰性對照有擴(kuò)增
簡單來說:?陽性對照管住“假陰性”,不讓真陽性漏檢;陰性對照管住“假陽性”,不讓假結(jié)果誤判?,二者共同保障PCR檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性,是試劑盒質(zhì)量控制中不可替代的核心組件。