qPCRの過程で、多くの初心者は増幅曲線、CT値、ベースライン、閾値線、融解曲線などの用語の意味がよくわからないかもしれません。それでは今日は、PCRの過程で人を悩ませるこれらの曲線を一緒に見ていきましょう。
増幅曲線:蛍光定量PCR実験の進行中、蛍光定量PCR装置はPCR反応の増幅過程全体をリアルタイムで検出し、蛍光シグナルを記録します。反応サイクル数の増加に伴い、記録される蛍光シグナルも絶えず蓄積されます。
増幅曲線とはPCRの動的な過程を表す曲線であり、サイクル数を横軸、反応過程中のリアルタイム蛍光シグナル強度を縦軸とします。通常見られる蛍光定量PCRの増幅曲線には2つの表示形式があり、それぞれ対数グラフと線形グラフです。
典型的な増幅曲線は4つの時期に分けることができます:ベースライン期、指数期、線形期、プラトー期。
ベースライン期:増幅曲線の水平部分であり、増幅された蛍光シグナルが蛍光バックグラウンドシグナルに覆われ、生成物量の変化を判断することができません。
指数期:PCRの「一が二に、二が四に、四が八になる」指数的増幅により、増幅曲線が立ち上がります。この時期はすべての反応試薬に余剰があり、DNAポリメラーゼは依然として高い活性を維持しており、各サイクルの生成物量と初期テンプレート量は指数関係に適合し、PCR生成物量の対数値と起始テンプレート量の間には線形関係が存在するため、この時期が定量分析に最も適しています。
線形期:原料の消費、生成物の蓄積、酵素活性の低下などに伴い、DNAの増幅はもはや指数的増幅ではなくなり、蛍光シグナルの増加も徐々に鈍化し、反応効率が低下し、生成物量と初期テンプレート量はもはや指数関係に適合しません。
プラトー期:基質の枯渇、酵素活性の低下などの要因により、蛍光シグナルはもはや増加せず、安定する傾向にあります。PCR増幅に影響を与える要因は複雑であるため、各反応がプラトー期に入る時間とプラトー期の高低はそれぞれ異なります。
ベースライン:ベースラインとはPCRの最初の数サイクルのバックグラウンドシグナルであり、起伏の小さい直線形態を示し、このときソフトウェアが合理的なベースライン範囲を自動的に計算することができます。
閾値線:閾値とは蛍光増幅曲線上に人為的に設定される値であり、蛍光シグナルの指数増幅段階の任意の位置に設定することができ、一般的に蛍光閾値の設定はベースライン(バックグラウンド)蛍光シグナルの標準偏差の10倍とされます。蛍光閾値はPCRの指数増長期に設定されます。
CT値:各反応管内の蛍光シグナルが設定された閾値に到達するまでに経過したサイクル数はCT値と呼ばれます
融解曲線とTm値:融解曲線(Dissociation curve)とは温度の上昇に伴うDNAの二重らせん構造の分解程度を表す曲線であり、全DNA二重らせん構造の半分が分解される温度を融解温度(Tm)と呼び、異なるPCR生成物はGC含量、断片サイズ、塩イオン濃度の違いにより、対応するTm値も異なるため、Tm値に基づいてPCR生成物の特異性を検証することができます。
標準曲線:通常、既知濃度のサンプルを段階希釈した後、それぞれサンプリングして蛍光定量PCRを行い、一連のCT値を得て、濃度の対数を横軸、CT値を縦軸として曲線を描くことで、標準曲線を得ることができます。




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